Approfondimento sugli Altoparlanti a Banda Intera

　　 Perché parlare delle unità degli altoparlanti? Semplice, perché il suono che senti proviene da esse. Non importa quanto sia straordinario il cabinet (o se non ne viene utilizzato uno), o quanto sia perfetto il crossover: senza una buona unità, tutto è inutile. Quindi l'unità è fondamentale, questo è indubbio.
　　 Allora, un'unità medio, che non arriva in alto né scende in basso, cosa ha di così speciale? Ma molti dicono che la gamma media è la più importante per la riproduzione sonora, e sono pienamente d'accordo. Se sei mai stato così annoiato da me da provare ad ascoltare Tsai Chin cantare usando solo un tweeter, o i violini di Paganini usando solo un woofer, apprezzerai profondamente la meraviglia di un'unità medio. Penso converrai che, se costretto a usare una sola unità per ascoltare musica, sceglieresti qualcosa che assomigli a un'unità medio. Il motivo è semplice: sai (o supponi) che riprodurrà le frequenze medie, dove risiede l'udito principale di noi terrestri e dove si trova il corpo principale della musica.
　　 Progettazione dell'Unità Medio
　　 Il concetto del tweeter "un dito" menzionato in precedenza può essere esteso alla gamma media, poiché qualsiasi unità sonora può essere scomposta in membrana, sospensione della membrana e sistema di azionamento. Tuttavia, a causa delle diverse gamme di lavoro, questi elementi si sono evoluti nel corso degli anni verso dimensioni specifiche. Tuttavia, forma e materiali hanno subito più variazioni, specialmente per i materiali della membrana, che negli ultimi anni sono diventati estremamente vari. Esaminiamoli uno per uno:
　　 Membrana a Cono in Carta
　　 Questo è probabilmente il materiale più antico. In breve, una sospensione di polpa di carta viene versata in uno stampo a rete a forma di cono pre-progettato, la polpa vi si deposita sopra, viene estratta quando raggiunge lo spessore appropriato e poi sottoposta a essiccazione e altre lavorazioni successive, diventando così una membrana a cono in carta. La composizione della polpa, come il tipo e la lunghezza delle fibre, i componenti di riempimento, il processo di formatura della carta e i trattamenti finali (come l'essiccazione all'aria o la pressatura a caldo), influenzano le caratteristiche del prodotto finale e direttamente le sue proprietà sonore. Questi sono, ovviamente, segreti commerciali gelosamente custoditi (Nota 1)...
　　(Nota 1: Anni fa lessi un articolo scritto dal signor Hong Huaigong che spiegava la fabbricazione dei coni in carta. Oltre a farmi apprezzare la vasta conoscenza dietro i coni in carta, fui profondamente colpito dallo spirito di ricerca del signor Hong. Le poche frasi superficiali in questo articolo non possono certo rendere giustizia all'essenza accumulata nel corso degli anni attraverso il sudore e il sangue dei pionieri.)
　　 In generale, le caratteristiche sonore dei coni in carta sono lineari, naturali, vivaci, chiare e non nervose. Poiché contengono innumerevoli fibre intrecciate, l'energia che vi si propaga viene rapidamente assorbita, fornendo un ottimo smorzamento. Ciò significa che le risonanze da frattura del cono nella parte alta della gamma di riproduzione non sono evidenti, e il roll-off è molto lineare. Questa è una caratteristica eccellente, poiché consente l'uso di crossover semplici, senza bisogno di tagli aggiuntivi, e un'integrazione del sistema sana. Inoltre, la rigidità della carta è piuttosto buona, offrendo un'eccellente risposta transiente e una buona resa dei dettagli percettivi. Non lasciarti ingannare dalla morbidezza della carta comune; con forma e spessore appropriati, la rigidità della carta può essere ottima. Inoltre, se progettati e realizzati correttamente, i coni in carta possono essere molto leggeri, oltre il 15% più leggeri delle membrane in plastica più leggere. Sebbene siano ancora leggermente più pesanti delle ultime fibre sintetiche high-tech, la differenza è piccola, garantendo un'elevata efficienza. L'unità medio PR170 da 6.5 pollici con cono in carta di Audax, ad esempio, ha un'efficienza di 100 dB/W. Un possibile punto debole del cono in carta è che le sue caratteristiche possono cambiare con l'umidità ambientale, poiché la carta assorbe umidità aumentando la densità (diventando più pesante) e riducendo la rigidità (diventando più morbida), influenzando così le caratteristiche sonore. Se questo cambiamento sia positivo o negativo è difficile a dirsi; i membri del Lowther Club britannico affermano che nelle giornate piovose i loro altoparlanti Lowther suonano particolarmente bene. Una preoccupazione maggiore potrebbe essere che, dopo molti cicli di essiccamento/umidificazione, il materiale potrebbe affaticarsi, alterando le sue caratteristiche originali. Ma non vediamo forse molte unità con cono in carta vintage che funzionano perfettamente anche dopo decenni? Quindi questo fenomeno dovrebbe essere lieve e graduale, quasi come una maturazione verso un altro stato stabile, e non dovrebbe essere un problema per noi utenti. Molte unità con cono in carta prodotte di recente incorporano vari miglioramenti per stabilizzarne le caratteristiche. Comuni sono i rivestimenti superficiali o modifiche alla formula della carta; alcuni produttori affermano che i loro coni sono impermeabili, e visti alcuni altoparlanti PA per esterni, sembrano abbastanza affidabili. Certo, come accennato prima, su queste cose noi comuni mortali possiamo solo osservare la superficie, capirne la profondità è molto più difficile. Inoltre, non confondete la lunga storia del cono in carta con l'essere "superato". Se si guarda all'industria audio nel suo complesso, le unità a cono in carta rappresentano la maggioranza assoluta. Date un'occhiata al vostro televisore, radio registratore portatile, impianto da comodino, computer... ecc., non usano forse per lo più piccoli altoparlanti con cono in carta? Direte, ehi! Queste cose non possono competere con i miei altoparlanti High-End high-tech! Ma da un'altra prospettiva, se questi "prodotti di seconda scelta" usassero unità non in carta, sarebbero sicuramente peggiori e più costosi. Questo perché il materiale in carta è estremamente maturo, offrendo un ottimo rapporto costo-efficacia. Inoltre, molte leggendarie casse vintage che hanno superato la prova del tempo e i nuovi dominatori super realizzati presentano coni in carta: WE/Altec 755A a gamma intera, GoodMans Axiom 80 a gamma intera, Altec A5/A7, AR 3a, Lowther a gamma intera, TAD... ecc., l'elenco è troppo lungo. Giocatori esperti appassionati di questo materiale dichiarano senza mezzi termini: "Datemi carta, il resto non serve!" Molti ritengono anche che la produzione di coni in carta sia più un'arte che una scienza, a testimonianza del suo fascino.
　　 Membrane Plastiche
　　 Grazie allo sviluppo dell'industria petrolchimica, i prodotti in plastica sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana. La materia prima economica e i processi di lavorazione semplici hanno naturalmente attratto vari settori, inclusa l'industria audio. Le membrane plastiche qui menzionate si riferiscono a coni monopezzo stampati a iniezione o realizzati con altri metodi. Il materiale più comune è il polipropilene (PP). Questo materiale PP lo incontriamo più spesso in contenitori per microonde e vaschette per alimenti, entrambi stampati a iniezione. Inoltre, i nastri per imballaggio gialli o grigi, spesso usati per rinforzare scatole, sono fatti di fibre di polipropilene. Questo ci fa capire una cosa: questo materiale è estremamente resistente. La maggior parte dei polimeri ad alto peso molecolare ha proprietà fisiche di grande tenacità. Poiché la struttura molecolare è enorme e disordinata, l'energia meccanica viene rapidamente assorbita e dissipata durante la trasmissione, offrendo un ottimo smorzamento. Questo vantaggio è simile a quello del cono in carta: il roll-off nella parte alta è molto lineare. Oltre a un suono naturale e morbido, la possibilità di utilizzare crossover semplici e di ordine basso è un altro vantaggio. Possiamo percepire queste buone caratteristiche in molti altoparlanti a due vie europei di piccole dimensioni. L'unità medio-basso SCAN da 6.5 pollici con membrana PP trasparente utilizzata da ProAc può essere definita il miglior esempio di questa categoria. Tuttavia, rispetto ad altri materiali per membrane, il PP ha una rigidità non eccellente ed è relativamente pesante. Sebbene colpirsi in testa con un contenitore per alimenti faccia molto male, ciò non significa che abbia una buona rigidità nel movimento ad alta velocità e micro-escursione, che è la condizione operativa che ci interessa nella scelta delle membrane degli altoparlanti. La rigidità relativamente bassa del materiale PP causa, durante movimenti rapidi e di piccola ampiezza (funzionamento nelle alte frequenze), l'impossibilità per l'energia cinetica generata dalla bobina mobile di essere trasmessa in modo completo e uniforme all'intera membrana, causando il fenomeno della "frattura del cono". Sebbene l'ottimo smorzamento controlli la risonanza da frattura del cono, il movimento perfetto a pistone non è più possibile, aumentando la distorsione. Percettivamente, questo si traduce in un suono morbido ma carente in risoluzione e dinamica. Alcuni altoparlanti a due vie basati su unità medio-basse con membrana PP da 8 pollici possono mostrare sintomi di lentezza e pesantezza nella gamma medio-alta, e la causa è proprio questa. Se non si è troppo avidi nel basso, utilizzando unità di diametro più piccolo, questo problema può essere mitigato in una certa misura. Perché peggiora le cose il fatto che, su grandi superfici, lo spessore necessario per ottenere una rigidità sufficiente è relativamente elevato, aumentando così la massa complessiva. Quindi, d'altra parte, non troverete altoparlanti ad alta efficienza che utilizzano membrane in PP. Sebbene non abbia il problema dell'assorbimento di umidità come la carta, la membrana in PP tende a cambiare caratteristica con la temperatura. Fortunatamente, questo non dovrebbe preoccuparci troppo, perché come per la carta e l'umidità, questi cambiamenti sono lenti e graduali. Quindi, non preoccupatevi troppo! Considerando quanto sopra, potrebbe sembrare che il PP, a causa della sua rigidità inferiore e massa maggiore, non sia adatto per le membrane. In realtà, dipende da come bilanciamo i vari compromessi. Come accennato prima, l'unità Scan, pur utilizzando la membrana PP che ho criticato pesantemente, può comunque essere un prodotto di successo con prestazioni complessive eccellenti. Oppure, un approccio più proattivo è migliorare questo materiale, cioè partire da una base di PP e aggiungere additivi per aumentarne la rigidità. Ciò può portare a miglioramenti significativi, con unità che mostrano progressi in dinamica, distorsione, dettaglio ed efficienza. Marchi come Dynaudio e Infinity/Genesis utilizzano unità con tali trattamenti; sebbene additivi e metodi di produzione varino, i risultati sono evidenti. Inoltre, poiché le materie prime petrolchimiche e lo stampaggio a iniezione sono così convenienti, è naturale che siano stati sviluppati nuovi materiali diversi dal PP, come Bextrene, TPX o Neoflex. Le loro composizioni chimiche sono sconosciute, anche se sembrano simili al PP, ma la loro rigidità superiore e massa inferiore offrono una dinamica e una risoluzione migliori. Dovreste vedere questi materiali sui cataloghi e nelle pubblicità dei vari produttori di altoparlanti; approfittatene per verificarli.
　　 Membrane Metalliche
　　 Se la rigidità insufficiente causa perdite di dinamica e risoluzione, allora utilizzare materiali metallici ad alta rigidità per le membrane dovrebbe dare ottimi risultati. Escludendo i driver a compressione per gli altoparlanti a tromba, i materiali metallici più comuni per unità medio o basso a radiazione diretta sono l'alluminio o le sue leghe. Il vantaggio principale è l'elevata rigidità, che evita deformazioni entro certi limiti operativi, risultando in bassa distorsione e ottima risoluzione dei dettagli. Tuttavia, il rovescio della medaglia di un'alta rigidità è il basso smorzamento interno, proprio come il tweeter "un dito" menzionato in precedenza. L'energia non viene assorbita dal materiale della membrana stessa, quindi durante la frattura del cono si verifica un picco di risonanza evidente nella parte alta della risposta in frequenza. Se non gestito correttamente, questo può facilmente produrre un "suono metallico".
　　 Per una gestione corretta, si può innanzitutto cercare di sopprimere questo picco di risonanza nel design del crossover, posizionandolo nella banda di taglio o oltre, in modo che il segnale inviato all'unità non contenga frequenze che eccitino la risonanza alta. In questo modo, il picco di risonanza viene "nascosto" dal crossover e non lo sentiamo. Per raggiungere questo obiettivo, di solito è necessario utilizzare pendenze di taglio di almeno secondo ordine o superiore per filtrare efficacemente; l'uso del primo ordine, con pendenza troppo dolce, non è sufficiente per una soppressione efficace. Spostare ulteriormente la frequenza di crossover verso il basso sacrificherebbe la larghezza di banda utilizzabile, un approccio non salutare. Pertanto, crossover di ordine elevato e una scelta accurata della frequenza di crossover sono aspetti cruciali quando si utilizzano membrane metalliche. In alternativa, invece di evitare passivamente il problema, si possono migliorare attivamente i punti deboli, cioè aumentare lo smorzamento della membrana: strutture sandwich, rivestimenti smorzanti sono buoni metodi. Sempre più prodotti di questo tipo sono sul mercato, con numerosi esempi di successo, come l'Elac presentato nello "Studio Approfondito" del numero precedente, o il costosissimo Ensemble svizzero. Oltre alla difficile gestione della risonanza alta, il peso della membrana è un altro svantaggio. Per motivi di costo, non ho mai visto unità medio realizzate in titanio. Quindi, sebbene le unità medio o basso con cono metallico possano mostrare una dinamica eccellente sotto forte pilotaggio, la loro efficienza complessiva è in realtà relativamente bassa, richiedendo generalmente potenze maggiori.
　　 Materiali Sintetici in Fibra
　　 Storicamente, i materiali più avanzati sembrano essere stati usati prima per armi letali, la più grande tristezza dell'umanità bellicosa. Se fossero usati per l'audio, per ascoltare musica, non vivremmo forse in armonia? Anni dopo che strutture in fibra di boro-carbonio e sandwich a nido d'ape hanno ottenuto ottimi risultati sugli aerei da combattimento, qualcuno ha iniziato a utilizzare materiali simili nell'audio. Essendo materiali di grado aeronautico, combinano naturalmente i doppi vantaggi di leggerezza e alta resistenza. Possono essere più leggeri della carta e più rigidi del metallo, e la loro resistenza non solo supera di gran lunga quella dell'alluminio, ma persino quella dell'acciaio (Nota 2), rendendoli ideali per le membrane degli altoparlanti! Quindi, i produttori di unità in Kevlar o fibra di carbonio enfatizzano fortemente le loro caratteristiche di alta rigidità, bassa massa e alto smorzamento. I primi due vantaggi sono reali, ma lo smorzamento intrinseco dipende dalle condizioni e non è necessariamente migliore.
　　(Nota 2: Questo si riferisce ai migliori risultati ottenibili con altri metodi di formatura, non significa che la sottile membrana di un'unità possa essere più dura del coltello da cucina di casa tua, almeno per ora non è possibile.) Senza un'adeguata gestione, queste fibre sintetiche ad alta rigidità affrontano problemi simili ai coni metallici, cioè la risonanza da frattura del cono ad alta frequenza. Sebbene non grave come per le membrane metalliche, questa risonanza esiste e può facilmente raggiungere livelli fastidiosi. Senza un'adeguata gestione, percettivamente può causare una gamma medio-alta dura e alta bassa, e in casi peggiori diventare stridente. Anni fa lessi una recensione di un prodotto in cui il recensore era piuttosto critico sulle prestazioni di un medio in Kevlar. Con un trattamento smorzante migliorato (come strutture sandwich o rivestimenti) e un crossover appropriato, queste unità possono mostrare un'ottima risoluzione dei dettagli, una risposta transiente precisa, dinamica macro e micro eccellente, e tutto questo con pochissima potenza. Ad esempio, l'Audiom 7K di Focal, che utilizza una membrana sandwich in Kevlar e schiuma polimerica con rivestimento in lattice, raggiunge un'efficienza di 98 dB/W. Anche se leggermente inferiore ai 100 dB/W del cono in carta Audax, è comunque un risultato notevole (Nota 3).
　　(Nota 3: Confrontando i dati di queste due unità, si nota che il magnete del Focal Audiom 7K è significativamente più grande (1132g vs 880g) e la massa delle parti mobili è inferiore (7.3g vs 9.1g), eppure l'efficienza è comunque inferiore a quella dell'Audax con "potenza di fuoco" minore. Ciò dimostra che altri aspetti come la cedevolezza della sospensione, il design del sistema magnetico, la bobina mobile, la forma della membrana... ecc. nascondono ancora molta scienza e compromessi.) Oltre ai comuni prodotti in fibra di Carbonio e Kevlar, alcuni anni fa è emerso un particolare tipo di membrana sintetica in fibra: l'HAD (High Definition Aerogel), introdotto da Audax, realizzato con gel polimerico acrilico e varie fibre sintetiche (incluso Carbonio e Kevlar) (Nota 4). Offre prestazioni eccellenti, con misurazioni che mostrano una risposta transiente ottima, distorsione molto bassa e un roll-off ad alta frequenza molto lineare, senza picchi di risonanza evidenti. I prodotti attuali, sebbene meno efficienti dei coni in carta o Kevlar, probabilmente a causa di scelte progettuali del circuito magnetico, sono comunque molto promettenti. L'Allure a tre vie progettato da Martin Colloms di Stereophile per SWANS utilizza questa unità. La mia breve esperienza di ascolto è stata di un suono rilassato e naturale come i migliori coni in carta, con una risoluzione e una dinamica più moderne, senza alcuna colorazione negativa, un design di unità molto riuscito (ovviamente, anche l'integrazione del sistema merita credito).
　　(Nota 4: Il processo di miscelazione gel-fibra è molto unico. Dalla fase iniziale al completamento, il volume del gel si riduce a un decimo. Ancora più interessante, durante questo processo le lunghe catene molecolari dei legami polimerici crescono lungo le fibre aggiunte in precedenza, quindi l'orientamento molecolare è controllabile, garantendo rigidità eccellente e smorzamento intrinseco.) Altri Materiali
　　 In realtà, oltre alle quattro categorie principali sopra menzionate, molti altri materiali leggeri e resistenti possono essere utilizzati per le membrane degli altoparlanti: fibra di vetro, fibra di celluloide, fibra di grafite, bachelite, fibra di seta, polistirene espanso, varie schiume plastiche, ceramica sinterizzata sottovuoto... ecc. Molti di questi sono promettenti, alcuni adatti per gli acuti, altri per i medi, altri per i bassi, alcuni per tutte le gamme, ognuno con i suoi punti di forza. Ho persino sentito che in Giappone hanno sviluppato un metodo che utilizza un particolare tipo di pianta (muffa, in pratica) che "cresce" seguendo uno stampo progettato per formare un cono! Si dice che la naturalezza del suono superi qualsiasi materiale. Tuttavia, penso che un tale oggetto d'arte sia difficile da produrre in serie a causa degli alti costi (soprattutto temporali). (Vorrei ricordare qui che molte membrane sono realizzate in modo che non si capisca di che materiale siano; o viceversa, per "assomigliare" a un certo materiale. Fondamentalmente, questo rasenta la contraffazione. Come consumatori indifesi, possiamo solo stare attenti.)
　　 Sistema del Circuito Magnetico
　　 Dopo aver visto le varie membrane, esaminiamo il sistema del circuito magnetico. Nei due numeri precedenti, il signor Chen Yunshuang ha già introdotto molti materiali magnetici, quindi li tralascerò, concentrandomi sul design complessivo del sistema magnetico. A rigor di termini, il sistema magnetico dovrebbe includere la bobina mobile, non solo il magnete e la struttura dei poli, poiché agiscono insieme e dovrebbero essere considerati insieme durante la progettazione. In breve, il movimento del cono è causato dalla bobina mobile, e il movimento della bobina mobile è causato dall'interazione tra la forza magnetica generata dalla corrente variabile che la attraversa e il campo magnetico fisso generato dal magnete e dai poli. Questo principio dovrebbe essere noto a tutti. Qui, il design della bobina mobile e la larghezza, lunghezza, ecc. del traferro offrono molti spunti di discussione. Progettazione della Bobina Mobile
　　 Come suggerisce il nome, la bobina mobile è la bobina che produce il suono, costituita da filo smaltato avvolto strettamente e ordinatamente su un supporto (bobina) con adesivo speciale. Il materiale del filo smaltato può essere rame, alluminio, argento o altre leghe. La sezione trasversale è solitamente rettangolare o esagonale per massimizzare la densità di avvolgimento, il che significa che per una data lunghezza della bobina (Nota 5) si possono ottenere più spire. Più spire significano una maggiore forza magnetica, una migliore forza motrice e un coefficiente di accelerazione del cono più elevato, risultando in alta efficienza e grande dinamica. Per una bobina mobile a filo piatto, se la sezione trasversale è un rettangolo piatto con rapporto larghezza-altezza 1:5, avvolto con il lato corto sul supporto, la bobina risultante può offrire un coefficiente di accelerazione, efficienza e dinamica superiore del 30% rispetto a una bobina a sezione circolare.
　　(Nota 5: La lunghezza della bobina mobile si riferisce alla lunghezza assiale della bobina avvolta, non alla lunghezza del filo spiegato.) La pressione totale esercitata dal filo avvolto sul supporto è notevole. Puoi fare un semplice esperimento: usa un pezzo di spago (filo da cucito, filo da pesca in nylon o filo interdentale), avvolgilo strettamente attorno a un dito con una certa forza, solo dieci giri, e guarda cosa succede. Credo che in pochi secondi avrai fretta di toglierlo. In alcune unità, la tensione di avvolgimento della bobina mobile può esercitare una pressione totale sul supporto misurabile in tonnellate! Quindi il supporto deve essere molto robusto. Inoltre, per resistere al calore generato dalla bobina mobile, il supporto deve essere resistente al calore. Solitamente si utilizzano materiali leggeri, ad alta resistenza e resistenti al calore come alluminio (lega), Kapton, o altri per realizzare il cilindro. Alcuni produttori più attenti sottopongono la bobina mobile assemblata a trattamenti termici multipli per una maggiore stabilità. Jim Hunter di Klipsch ha menzionato in un'intervista su "Speaker Builder" di aver ricevuto casse riparate da clienti, in cui il driver per tromba degli acuti era caduto dalla gola di plastica fusa della tromba stessa, dimostrando che l'intero driver era diventato estremamente caldo, ma aprendolo la bobina mobile era ancora intatta! La determinazione delle dimensioni della bobina mobile comporta un dilemma. Se si cerca la forza motrice per alta efficienza e grande dinamica, una bobina mobile lunga e di grande diametro sarebbe ideale; ma ciò aumenta peso e induttanza, sfavorendo la risposta transiente e quella alle alte frequenze. Inoltre, una bobina mobile lunga significa che solo una parte è coperta dal traferro, quindi il controllo del campo magnetico sulla bobina è più debole e più suscettibile alla modulazione dal campo magnetico generato dalla bobina stessa, aumentando la distorsione. Se la bobina mobile è molto piccola, sebbene leggera, la forza motrice è troppo debole per un'efficienza e un controllo ideali, e la potenza gestibile è limitata. Pertanto, le dimensioni della bobina mobile dovrebbero raggiungere un compromesso ottimizzato con l'area della membrana, la forma e la forza del magnete, tra gli altri fattori. Magnete e Struttura Magnetica
　　 Esaminiamo ora il magnete e la struttura dei poli. Tradizionalmente, i magneti nelle unità degli altoparlanti sono polarizzati assialmente, cioè i poli del magnete sono paralleli all'asse centrale del magnete cilindrico cavo. Quindi, materiali ferromagnetici vengono utilizzati per guidare le linee di flusso nel traferro, completando il circuito. Ciò di cui ha bisogno la bobina mobile per muoversi è il campo magnetico radiale nel traferro, cioè un campo magnetico parallelo alla direzione radiale, convergente o divergente. L'intensità magnetica totale e la densità del flusso nel traferro derivano dalla forza magnetica del magnete, che dipende dal tipo e dalle dimensioni del magnete. La maggior parte delle unità utilizza magneti in ferrite ceramica (ossido di ferro), poiché questo materiale resiste bene ai cambiamenti di temperatura, ha un'eccellente resistenza alla smagnetizzazione inversa, buona resistenza meccanica e alla corrosione, e soprattutto è economico. Lo svantaggio è che per ottenere un'intensità magnetica unitaria richiede volume e peso maggiori. Quindi, per raggiungere alta efficienza, si vedono spesso enormi strutture magnetiche.
　　 Per i tweeter o i driver a compressione per trombe, il diametro del magnete è sempre molto più grande della membrana. Alcune unità medio da 6 a 7 pollici possono avere magneti con diametro simile alla membrana. Persino alcuni woofer medio professionali da 10 a 12 pollici hanno magneti grandi quanto la membrana! Un'elevata forza magnetica è desiderabile, poiché porta vantaggi come alta efficienza, alta dinamica, alto controllo. Ma un magnete di grande volume, oltre a sembrare imponente, potrebbe non offrire altri vantaggi e potrebbe persino influire negativamente sulla propagazione delle onde sonore. Un magnete di grande diametro posto direttamente dietro la membrana costringe le onde sonore posteriori a fuoriuscire dai lati, e una parte viene riflessa direttamente sulla membrana. Se l'unità è fissata su un pannello frontale spesso, la situazione peggiora, poiché la distanza tra membrana e magnete potrebbe essere simile allo spessore del pannello. Senza lavorazioni aggiuntive, l'onda posteriore "fuoriesce" da una stretta fessura anulare. In questo caso, la parte posteriore della membrana affronta forti onde riflesse ravvicinate e drastici cambiamenti di pressione, influenzando gravemente la risposta in frequenza complessiva e la distorsione. Quindi, se si utilizzano unità con strutture magnetiche particolarmente grandi, la superficie interna del pannello frontale deve essere opportunamente lavorata, scavando canali per far defluire l'onda posteriore, come fanno gli altoparlanti Theil. In alternativa, l'uso di pannelli frontali metallici sottili e ad alta resistenza può evitare questo problema. In realtà, guardando più a fondo, anche la progettazione del telaio (basket) dell'unità affronta problemi simili. I telai stampati in acciaio di vecchio tipo hanno sezioni di supporto ampie; se vicine al cono stesso, aumentano la riflessione dell'onda posteriore causando colorazione. I nuovi telai in alluminio pressofuso possono avere forme più ideali, bilanciando resistenza, estetica e bassa colorazione. Oppure, si possono utilizzare magneti piccoli ad alta forza per permettere all'onda posteriore di dispiegarsi pienamente. Circa cinque anni fa, Vendersteen (Nota 6) utilizzò nel suo altoparlante a tre vie un'unità medio su misura Vifa con un piccolo magnete al Neodimio. E nel Bishop di punta di Wilson Benesch, grazie a un design Isobaric basso speciale con unità fronte a fronte che espongono i magneti, oltre a utilizzare i più recenti magneti al Neodimio-Ferro-Boro piccoli e potenti, i poli sono sagomati in modo aerodinamico e arrotondato, e persino il telaio ha una proiezione frontale minima mantenendo alta resistenza, affrontando il problema in modo completo. L'unità a gamma intera leggendaria Lowther, che ho menzionato più volte, sebbene esistente da decenni, presta anche molta attenzione a questo problema. Nonostante utilizzi un magnete grande, la sua forma è il più aerodinamica possibile, liberando abilmente lo spazio dietro il cono. Le sezioni di supporto del telaio sono progettate per presentare il bordo stretto verso la direzione del suono, sforzandosi al massimo per ridurre l'ostruzione dell'onda posteriore. Oltre ai problemi sopra menzionati, un altro fattore che influenza le prestazioni dell'unità è l'interazione tra il movimento della bobina mobile nel traferro e il magnete. A rigor di termini, la bobina mobile e il sistema magnetico si spingono o tirano reciprocamente. È solo perché il sistema magnetico è fissato al telaio e al pannello frontale che sembra che il magnete stia guidando la bobina mobile.
　　( Nota 6: La filosofia di progettazione di Vendersteen è piuttosto corretta e sana, spendendo i costi in aspetti invisibili, con imballaggio esterno estremamente semplice ed economico. Le prestazioni sonore sono solide, con buona musicalità, dovrebbero essere una buona compagna per gli amanti della musica. Purtroppo la forma non è attraente e non ha mai ottenuto il favore degli importatori locali e dei consumatori.) Riconoscendo questo fatto, sorgono problemi: 1. Il campo magnetico generato dalla bobina mobile stessa può smagnetizzare parzialmente il magnete, quindi il magnete deve resistere, altrimenti dinamica, forza motrice ed efficienza ne risentono. La resistenza alla smagnetizzazione inversa e le caratteristiche del magnete influenzano anche le caratteristiche sonore; il suono affascinante nella gamma medio-alta degli altoparlanti con magneti Alnico è probabilmente legato a questo fattore. 2. Il campo magnetico generato dalla bobina mobile stessa può perturbare il campo magnetico costante originale nel traferro, causando distorsione. Questo problema può essere risolto utilizzando poli placcati in rame o inserendo anelli di cortocircuito in rame per eliminare la modulazione del campo magnetico, riducendo significativamente la distorsione. Questa tecnologia migliora particolarmente la distorsione da intermodulazione nelle unità medio-basso, poiché la riproduzione dei bassi richiede escursioni lunghe, mentre i medi richiedono escursioni corte e veloci, aumentando notevolmente la complessità della modulazione del campo. Il Dilemma del Sistema Magnetico vs. Innovativa Direzione di Polarizzazione e Struttura dei Poli
　　 All'inizio, parlando del sistema magnetico, ho menzionato che tradizionalmente i magneti nelle unità degli altoparlanti sono polarizzati assialmente, ma alla fine la bobina mobile ha bisogno di un campo magnetico radiale. Allora, perché non polarizzare direttamente il magnete radialmente fin dall'inizio? Perché la realizzazione è difficile e costosa. Solo circa quattro o cinque anni fa è stato proposto di utilizzare la polarizzazione radiale per le unità degli altoparlanti. Quali sono gli svantaggi della tradizionale struttura a polarizzazione assiale? 1. Volume maggiore; 2. Difficile ottenere un traferro con alta densità di flusso e profondo. Abbiamo già parlato del volume maggiore; ora parliamo delle peculiarità del traferro. Nella struttura magnetica tradizionale, la lunghezza del traferro equivale praticamente allo spessore della piastra polare superiore all'estremità del traferro. A parità di condizioni del magnete, per ottenere una maggiore densità di flusso, si può prima ridurre la larghezza del traferro, ma ciò rende difficile l'assemblaggio della bobina mobile e aumenta i costi; inoltre, il flusso magnetico all'interno della piastra polare non deve saturare, quindi bisogna considerare il materiale e lo spessore della piastra polare. Inoltre, se si desidera una combinazione traferro lungo/bobina mobile corta, si affronta inevitabilmente il problema della ridotta densità di flusso. Unitamente a una bobina mobile più corta, l'efficienza complessiva scende molto. Sebbene questa configurazione offra una migliore linearità di potenza, ottenere contemporaneamente alta efficienza richiede di superare molti dilemmi. Come le serie Altec 515 e TAD 160X, che utilizzano una configurazione bobina mobile corta/traferro lungo, ottenendo un'eccellente linearità di potenza e un'efficienza straordinariamente alta. È davvero difficile, un altro esempio di vittoria umana sulle avversità. Utilizzando un magnete a polarizzazione radiale, è più facile (anche se il costo rimane alto, ma i dilemmi fisici sono minori) ottenere un sistema magnetico con alta densità di flusso e traferro lungo. La lunghezza del traferro a densità di flusso costante può essere molte volte superiore a quella delle strutture tradizionali, il che significa che l'escursione lineare dell'unità è molte volte maggiore! La distorsione ad alti livelli sonori è quindi molto bassa. Ciò sembra ideale per la riproduzione dei bassi. Esiste già un prodotto del genere, un woofer da 18 pollici per uso professionale (Nota 7), che afferma di raggiungere livelli di pressione sonora lineari massimi insopportabili per l'orecchio umano, con distorsione ancora molto bassa a quel livello!
　　( Nota 7: Aura Sound 1808, attenzione: non è il sub-brand di B&W Aura, ma un'altra azienda.) Purtroppo, finora non ho sentito parlare di unità medio realizzate con questo metodo. Sebbene i medi non richiedano grandi escursioni, questa struttura consente dimensioni ridotte e alta forza magnetica, due grandi vantaggi anche per i medi. Credo che nel laboratorio di qualche produttore di altoparlanti ci sia già qualcosa del genere; presto dovrebbero arrivare prodotti di serie, restiamo in attesa. Verso la Gamma Intera
　　 Eh? Questo articolo non doveva parlare di unità a gamma intera? Perché abbiamo parlato quasi solo dei medi? Non lamentatevi! È solo che i problemi affrontati dalla riproduzione a gamma intera sono troppi per essere chiariti in una volta. Quindi ho pensato di partire dal medio e estendermi verso le due estremità, per una comprensione più chiara dell'intero concetto. Perché le condizioni ideali per un'unità di altoparlante (che sia basso, medio o alto) dovrebbero essere: 1. Bassa distorsione; 2. Buona linearità di potenza; 3. Alta efficienza; 4. Gamma di lavoro effettiva più ampia possibile. Se portiamo il quarto punto all'estremo, otteniamo un'unità a gamma intera. Nel prossimo numero presenterò come estendere un'unità medio alla riproduzione a gamma intera. I numerosi dilemmi affrontati e le soluzioni ingegnose dei vari marchi sono altrettanto affascinanti, rimanete sintonizzati. A prima vista potrebbe non sembrare così complesso: basta far riprodurre a un'unità medio un po' più di acuti e bassi, e diventa a gamma intera, no? Guardate le autoradio, gli altoparlanti per computer, le radio portatili, gli impianti da comodino... non sono pieni di quelle unità "a gamma intera" senza nome? Sembra niente di speciale, tanto rumore per nulla! Le cose non sono così semplici. Sapete quanto è ampia la gamma riprodotta da quelle unità senza nome? Penso che senza dati di misurazione si possa facilmente sentire che se riescono a riprodurre voci chiare sono già un buon risultato; suoni di batteria e piatti sono spesso appena riconoscibili; bassi e percussioni acute sono spesso evanescenti. Organo a canne? Armoniche degli archi? Riverbero del pianoforte? Ma per favore! Per quanto riguarda cosa si intenda per riproduzione a gamma intera, si prega di fare riferimento alla nota a margine. Successivamente, discuteremo i problemi e i dilemmi progettuali che un'unità deve affrontare per coprire l'intera gamma audio. Problema dell'Estensione verso il Basso
　　 Esteticamente, se di dimensioni simili, diciamo entrambe da 6 o 7 pollici, le differenze tra un cono medio e un woofer sono minime. Fondamentalmente, il woofer, richiedendo una maggiore escursione, ha una sospensione più ampia e morbida; il resto sembra "simile". Ma questa è solo una regola generale, non universale. Quindi, se ti dessero un'unità medio da 6-7 pollici, potresti modificarla per riprodurre i bassi? Se ti accontenti di sentire i bassi senza preoccuparti del livello sonoro o della distorsione, probabilmente sì. Generalmente, la frequenza operativa minima di un'unità può essere approssimata dalla sua frequenza di risonanza libera (Nota 1), solitamente indicata come "fs". Come abbassare questa frequenza? L'impedenza acustica (Nota 2), la massa delle parti mobili, la forza magnetica e la cedevolezza della sospensione sono fattori chiave. Tra questi, l'impedenza acustica (o semplicemente "resistenza acustica") è direttamente correlata all'area di radiazione e alla frequenza operativa. Per unità di dimensioni simili che lavorano nella stessa banda, questo fattore può essere considerato uguale e trascurato (il concetto di resistenza acustica è cruciale per la riproduzione dei bassi e l'efficienza su tutta la gamma, ne parleremo in un'altra occasione). Quindi, discutiamo degli altri fattori. Consideriamo il comportamento della membrana di un'unità durante la riproduzione delle basse frequenze. In sostanza, il movimento a bassa frequenza è un movimento alternato "lento", con meno cicli al secondo: questa è la bassa frequenza. Da un punto di vista fisico fondamentale, per una data forza applicata, l'accelerazione di un oggetto è inversamente proporzionale alla sua massa. Quindi, a parità di altre condizioni, un'unità con maggiore massa mobile avrà una frequenza di risonanza libera più bassa. Se confrontate i dati di varie unità, vedrete che questo principio regge nella maggior parte dei casi. Woofer da 15 pollici o più con frequenza di risonanza libera sotto i 25Hz hanno spesso masse mobili superiori a 100 grammi. Per abbassare la frequenza di risonanza libera di un'unità, il modo più semplice è aumentare la massa del cono. Ma questa non è una buona idea, perché un cono pesante porta inevitabilmente a bassa efficienza e una pessima estensione verso l'alto. Quindi, questa strada sembra chiusa. Possiamo allora ridurre lo smorzamento esterno del cono: ci sono principalmente due fattori, smorzamento meccanico e smorzamento elettrico. Entrambi agiscono come una forza frenante sul movimento del cono, ostacolandone il movimento naturale. Facciamo un'analogia con il sistema di sospensione di un'automobile: le grandi auto americane tradizionali hanno sospensioni molto morbide per il comfort, ottenute con molle a bassa rigidità e ammortizzatori (ammortizzatori) cedevoli. Questa combinazione ha una frequenza di risonanza del sistema molto bassa (Nota 3), permettendo di assorbire senza intoppi la maggior parte delle asperità della strada (impulsi di breve durata, equivalenti a medie/alte frequenze nel dominio della frequenza). Ma con impulsi a lunga lunghezza d'onda (cioè basse frequenze), come le ondulazioni di un ponte, spesso si verificano oscillazioni lente su e giù per due o tre cicli, causate dalla risonanza del sistema eccitata dalla forza esterna. Allo stesso modo, per un'unità di altoparlante, per abbassare la frequenza di risonanza del sistema si può agire sulla cedevolezza della sospensione. Ridurre lo smorzamento abbassa direttamente la frequenza di risonanza. Ma questo approccio presenta problemi: Smorzamento meccanico: si riferisce alla forza frenante esercitata sul cono dalla sospensione perimetrale (surround) e dalla sospensione a soffietto vicino al punto di attacco tra cono e supporto della bobina. Questo sistema di sospensione non solo fornisce smorzamento al movimento complessivo del cono, ma sopprime anche le risonanze da frattura del cono, specialmente il surround periferico. Quindi, cambiare il surround di un'unità altera notevolmente il suo timbro, poiché cambiano i modelli e il grado di controllo della risonanza e della colorazione. Ridurre drasticamente lo smorzamento meccanico per abbassare la frequenza di risonanza aumenterà il livello di colorazione, specialmente nella gamma media. Quindi, regolare lo smorzamento meccanico richiede cautela e moderazione. Smorzamento elettrico: si riferisce essenzialmente al controllo esercitato dalla forza magnetica dell'unità sulla bobina mobile. Certamente, maggiore è la forza magnetica, maggiore è la forza motrice sulla bobina mobile e, di conseguenza, maggiore è la forza frenante. Una forte forza motrice è desiderabile per alta efficienza e bassa distorsione, ma l'alto smorzamento che ne deriva impedisce di abbassare la frequenza di risonanza del sistema; qui il dilemma è chiaro e dobbiamo trovare un compromesso. Se aggiungiamo il problema dell'estensione verso l'alto, questo compromesso diventa ancora più difficile. Problema dell'Estensione verso l'Alto
　　 I principali fattori che influenzano le prestazioni alle alte frequenze di un'unità sono, come per le basse, "fattori elettrici" e "fattori meccanici", ma le situazioni sono diverse. I fattori elettrici si riferiscono al carico induttivo creato dalla bobina mobile, come accennato in articoli precedenti. Approfondiamo. Come suggerisce il nome, la bobina mobile è un induttore. Se esistesse da sola, sarebbe un induttore ad aria, con induttanza bassa e lineare. Sfortunatamente, la bobina mobile funziona all'interno della struttura magnetica. Senza eccezioni, all'interno della bobina mobile c'è il polo centrale. Questa struttura forma un vero e proprio induttore con nucleo ferromagnetico, aumentando notevolmente l'induttanza. Inoltre, a causa della natura passa-basso intrinseca degli induttori, il segnale ad alta frequenza viene fortemente attenuato. Peggio ancora, la posizione relativa tra la bobina mobile in movimento e il polo centrale cambia costantemente, e l'induttanza e il campo magnetico nel traferro interagiscono in modo complesso, modulandosi reciprocamente. Ciò è particolarmente grave a volumi elevati e con riproduzione a banda larga. In queste condizioni, vari tipi di distorsione aumentano vertiginosamente. Percettivamente, questo si traduce in suono confuso, ruvido, appiattimento delle trame sonore e dei dettagli, immagini stereofoniche che collassano, palcoscenico sonoro compresso e piatto. La soluzione è placcare i poli con rame o inserire anelli di rame per cortocircuitare il campo magnetico, riducendo drasticamente l'intermodulazione e abbassando notevolmente l'induttanza della bobina mobile. Ciò aumenta contemporaneamente l'estensione verso l'alto e riduce la distorsione. Per quanto riguarda i fattori meccanici, possiamo discuterne in base ai principi fondamentali della fisica: la forza applicata è uguale alla massa per l'accelerazione (F=ma), dove l'accelerazione è il tasso di variazione della velocità. Immaginate una membrana che deve decelerare durante la spinta in avanti, fermarsi alla fine della corsa, quindi accelerare nella direzione opposta. A 20 kHz, l'intero processo deve essere completato in un quarantamilionesimo di secondo! I lettori interessati possono impostare un valore di escursione e calcolare il valore di accelerazione al picco di un movimento armonico semplice per un semiperiodo. Penso che senza calcoli si possa capire che un movimento che cambia direzione di 180 gradi in un quarantamilesimo di secondo comporta un'enorme accelerazione! Quindi, per ottenere questa risposta alle alte frequenze, la membrana deve raggiungere un'accelerazione così elevata. Dalla semplice legge sopra, ci sono solo due modi: ridurre la massa della membrana o aumentare la forza motrice. Ma ciò porta con sé molti dilemmi e contraddizioni. Dilemmi e Contraddizioni Complesse Massa della Membrana
　　 Come detto prima, il modo più semplice per abbassare la frequenza di risonanza del sistema è aumentare la massa della membrana; questo è facile da fare. Tuttavia, per la risposta alle alte frequenze e l'efficienza, questo non è un buon metodo. Allora, evitiamo lo scontro frontale: facciamo sì che l'unità "veda" un cono più pesante alle basse frequenze e un cono più leggero alle alte. Suona un po' strano? Questa è una mossa molto ingegnosa nel design delle unità a gamma intera: la "divisione meccanica" delle frequenze. In pratica, a basse frequenze l'intero cono si muove insieme; salendo in frequenza, si sfruttano le caratteristiche di frattura del cono per far sì che la parte esterna, più pesante e con maggiore resistenza acustica, "non riesca a tenere il passo". A questo punto, solo la parte più interna del cono si muove con la bobina mobile; relativamente, la massa "effettivamente efficace" di questa "area locale" è molto più leggera dell'area totale. Quindi, in questo modo, la massa effettiva in movimento del cono varia con la frequenza, permettendo di raggiungere sia le alte che le basse frequenze. La "frattura del cono" menzionata, sebbene descritta con leggerezza, nasconde difficoltà notevoli. Controllare a quale frequenza una parte della membrana "non riesce a tenere il passo" con la bobina mobile è già difficile. Inoltre, far sì che queste parti, "dato che non riescono a tenere il passo, semplicemente non si muovano" non è semplice. La cosa più temuta è che, non riuscendo a seguire la guida della bobina mobile, si muovano caoticamente da sole, aggiungendo solo colorazione. E bisogna notare che, durante la riproduzione musicale effettiva, l'unità contiene frequenze molto ampie e in continuo cambiamento. Quindi, se questa frattura del cono non è sotto controllo, si può immaginare quanto sia terribile la distorsione risultante! Forza Motrice
　　 Come accennato, per estendere la risposta alle alte frequenze, è necessaria una forza motrice molto forte per far raggiungere alla membrana l'accelerazione richiesta alle alte frequenze. La forza motrice deriva da due fonti: la bobina mobile e il sistema magnetico. Aumentare il numero di spire della bobina mobile genera una maggiore forza magnetica per interagire con il sistema magnetico, producendo una forza motrice maggiore. Ma più spire significano maggiore induttanza e maggiore massa, entrambe sfavorevoli alle alte frequenze. Quindi questa strada è chiusa; il design della bobina mobile deve essere un compromesso. Qui, "piccolo è bello" è chiaramente meglio di "grande ma inadeguato". Quindi, non ci resta che aumentare la forza magnetica. Sebbene in precedenza si sia detto che un forte sistema magnetico crea un forte smorzamento, rendendo difficile abbassare la frequenza di risonanza libera, per raggiungere l'accelerazione della membrana necessaria alle alte frequenze, la forza magnetica deve comunque essere molto più forte della maggior parte delle unità medio, altrimenti non c'è differenza con un'unità medio comune. Per quanto riguarda il problema dell'eccessivo smorzamento, possiamo compensare allentando lo smorzamento meccanico. Problemi di Integrazione del Sistema
　　 C'è solo un'unità, che "sistema" c'è da integrare? Qui l'integrazione del sistema si riferisce a due aspetti: la messa a punto dell'equilibrio tonale e la progettazione della sintonia dell'incasso. Questi due aspetti sono spesso interconnessi. In teoria, un'unità a gamma intera ideale dovrebbe, una volta montata in un incasso appropriato o su un pannello frontale, essere collegata direttamente al finale senza alcun filtro e riprodurre una musica celestiale. Ma pensate a tutti i dilemmi menzionati prima. Dopo che il progettista si è spremuto le meningi e si è impegnato al massimo per creare un'unità capace di riprodurre a gamma intera, vi aspettate che sia perfetta in ogni aspetto e riproduca tutto ciò che desiderate senza compromessi? Ricordate: nella maggior parte dei dilemmi, l'unica via d'uscita è il "compromesso". Se conoscete Stereophile, avrete familiarità con i loro grafici di test delle apparecchiature. Generalmente, la risposta in frequenza di un amplificatore tra 20Hz e 20kHz è piatta come una riga; per i valvolari, potrebbe esserci un leggero roll-off alle estremità. La risposta in frequenza degli altoparlanti, invece, è molto più irregolare, più frastagliata di una sega rotta. Se guardate i grafici waterfall (decadimento) e la risposta fuori asse, è anche peggio, con picchi e valli di ogni forma su tutta la gamma. Perché la risposta in frequenza degli altoparlanti non può essere piatta come quella degli amplificatori? Perché gli altoparlanti sono componenti meccanici in movimento. Una volta in movimento, il trasferimento, il rilascio e lo stoccaggio di energia in varie parti sono molto complessi e interconnessi. Inevitabilmente, ci saranno accumuli di energia o cancellazioni reciproche: gli accumuli formano picchi di risonanza; le cancellazioni formano avvallamenti, da qui la risposta in frequenza irregolare. Il caso migliore è quando l'irregolarità è morbida e uniforme, evitando concentrazioni in un'area specifica che causerebbero evidenti colorazioni. Se le fluttuazioni sono ampie o concentrate in un punto, è un problema. Una forte risonanza non solo distorce l'equilibrio tonale, ma l'energia al picco è più forte e persiste a lungo (spesso visibile nei grafici waterfall), mascherando gravemente la risoluzione e la microdinamica in quella gamma e nelle vicine. Anche con un filtro notch ad alto Q per attenuarlo, il residuo risonante non pulito rimane. Inoltre, lo stato di smorzamento dell'unità spesso si riflette nell'andamento della curva di risposta in frequenza. Se la parte alta è in salita, significa che lo smorzamento nella gamma medio-bassa è relativamente eccessivo; percettivamente, suono stretto, magro, leggermente luminoso. Se è la parte bassa a salire, lo smorzamento nella gamma medio-bassa è relativamente insufficiente; percettivamente, suono grasso, rilassato e scuro. Detto questo sui "lati oscuri" delle unità degli altoparlanti, è per ricordare che anche le "leggendarie" unità a gamma intera, con le loro "super realizzazioni" in diversi aspetti, hanno dovuto fare compromessi e difficilmente possono essere perfette in tutto. Persino la fabbricazione degli strumenti musicali richiede enormi sforzi per ottenere timbro perfetto e volume uniforme su tutta la gamma, figuriamoci per le unità degli altoparlanti, "imitatori di seconda linea". Quindi, un'unità a gamma intera può riprodurre l'intera gamma audio, ma non necessariamente in modo lineare. Problemi comuni includono: una protuberanza ampia e morbida nella gamma media (alcuni medio-alti, altri medio-bassi), causando una certa colorazione percettiva; altri hanno un roll-off morbido nella parte alta, risultando in un suono più scuro; ovviamente, c'è anche il roll-off nella parte bassa dovuto a smorzamento eccessivo, percettivamente magro e stretto, senza corpo nei bassi. Se la risposta in frequenza ha una leggera protuberanza e questa colorazione è insopportabile, si può usare un filtro notch per appiattirla. Se il problema non è grave, questo metodo può dare risultati soddisfacenti. Non disprezzate questa combinazione; anche se tra il finale e l'unità c'è un "ostacolo", è solo una correzione della risposta in frequenza. Rispetto alla complessa sovrapposizione e distorsione di fase negli altoparlanti multi-via con crossover, questa è molto più semplice. Inoltre, circuiti notch simili si trovano nei crossover di molti altoparlanti, quindi non c'è nulla di cui vergognarsi. Se c'è roll-off nella parte alta, è principalmente dovuto a una forza magnetica relativamente insufficiente, o a un cono troppo grande che, nonostante il trucco della "divisione meccanica", è troppo pesante, come le vecchie unità a gamma intera da 12 o anche 15 pollici. In questo caso, non c'è altra soluzione che aggiungere un tweeter. Direte, ehi! Che razza di gamma intera è questa? Non saltate alle conclusioni; se gestito correttamente, facendo entrare il tweeter a 16-18 kHz (o anche più alto) con una pendenza dolce di -6dB/ottava, si possono ottenere ottimi risultati, poiché il punto di crossover evita le frequenze sensibili dell'orecchio umano e il crossover del primo ordine mantiene la coerenza di fase, preservando così la "maggior parte" dei vantaggi della gamma intera. (Se avete delle Altec 412C e vi lamentate della mancanza di acuti, contattatemi subito, sono molto interessato all'acquisto. Dopo che le avrò fatte suonare bene, non pensate di ricomprarle!) L'ultimo caso è il roll-off nella parte bassa. Queste unità a gamma intera hanno uno smorzamento più forte, e i bassi sono spesso percepiti come stretti e brevi, con il vantaggio di dettagli nitidi. In questo caso, utilizzando un incasso opportunamente sintonizzato o persino un carico a tromba per aumentare la resistenza acustica nella parte bassa e migliorare l'efficienza, la risposta complessiva può essere molto buona. Se realizzata correttamente, questa combinazione può offrire le migliori prestazioni di riproduzione a gamma intera. Parlando della sintonia dell'incasso, continuiamo su questa linea. Oltre il 90% degli altoparlanti in commercio sono a cabinet chiuso o a sintonia reflex (comunemente chiamati "bass reflex"). Gli altoparlanti a cabinet rientrano generalmente in queste due categorie o loro derivati, con poche eccezioni. Per le unità a gamma intera, l'ampiezza del movimento nella gamma bassa dovrebbe essere la più piccola possibile. Perché maggiore è l'ampiezza, maggiore è non solo la distorsione dei bassi stessi, ma anche l'impatto sugli acuti e i medi. Immaginate la riproduzione a gamma intera con grande ampiezza: i piccoli e rapidi movimenti degli acuti e dei medi "cavalcano" i lenti e ampi movimenti dei bassi; le vibrazioni medio-alte a volte si avvicinano a voi, a volte si allontanano. Ciò causa inevitabilmente un'elevata distorsione da intermodulazione e distorsione Doppler. Sebbene qualsiasi unità affronti problemi simili, la gamma operativa di un'unità a gamma intera è molto più ampia, quindi questo fenomeno è più evidente e dovrebbe essere evitato o ridotto il più possibile. Tra i due tipi principali di incasso menzionati, la sintonia reflex è più adatta per le unità a gamma intera, perché questo metodo può ridurre notevolmente l'escursione del cono attorno alla frequenza di risonanza del sistema (solitamente tra 30-50 Hz, a seconda del design). Ciò uccide tre piccioni con una fava: distorsione ridotta, potenza gestibile più alta ed efficienza maggiore. Per questo motivo, la maggior parte delle unità a gamma intera può ottenere risultati generalmente accettabili con questo tipo di incasso. Inoltre, alcuni puristi ritengono che un'unità così buona montata in un cabinet venga contaminata dalle risonanze della cassa stessa, quindi preferiscono non usare cabinet, montandola direttamente su un pannello aperto (open baffle). Alcune unità con basse frequenze sufficienti sono adatte a questo uso, ottenendo il suono più puro e senza colorazioni, come la WE/Altec 755C. Si dice che i suoi medi siano veloci come un fulmine, non inferiori a un altoparlante elettrostatico, con una dinamica migliore. Ma questo metodo ha degli svantaggi: innanzitutto, occupa molto spazio, poiché l'estensione dei bassi dipende dall'area del pannello. Per ottenere una risposta adeguata alle basse frequenze, serve almeno un pannello di 1 metro quadrato, senza limite massimo; si potrebbe anche scavare due buchi nel muro! In secondo luogo, efficienza e potenza gestibile saranno inferiori, e la risposta dei bassi più debole. Infine, l'emissione bidirezionale complica ulteriormente l'interazione con la stanza, e due grandi pannelli eretti davanti non sono facilmente accettati dalla maggior parte delle persone. Infine, il metodo più complesso: il carico a tromba. Parleremo delle trombe in dettaglio in un'altra occasione; per ora solo una breve introduzione. In breve, una tromba è un condotto a forma di imbuto, la parte larga è chiamata "bocca", quella stretta "gola". La forma della tromba fa sì che la resistenza acustica alla gola sia maggiore che alla bocca, creando una forte pressione tra la membrana dell'unità vicino alla gola e le molecole d'aria. Ciò significa un ottimo accoppiamento energetico, quindi alta efficienza. Utilizzando una tromba piegata caricata posteriormente (back-loaded folded horn), con una realizzazione appropriata, l'efficienza nella gamma medio-bassa e bassa può essere efficacemente aumentata, abbinandosi quasi perfettamente alle unità con smorzamento eccessivo menzionate prima. Presentazione delle Unità
　　 Nel corso degli anni, i produttori hanno realizzato numerose unità a gamma intera. Non posso elencarle tutte, ma ne menzionerò alcune famose a titolo di riferimento per i lettori. Alcune sono ancora in produzione, altre si trovano solo sul mercato dell'usato o sono cimeli. Jordan Watts
　　 Design molto particolare, utilizza un cono in alluminio e abbandona la tradizionale sospensione a soffietto per una sospensione lineare speciale ad alta cedevolezza. Il mio incontro con Jordan Watts iniziò con i "vasi". Inizialmente li comprai perché un negozio li svendevano e trovai questi "vasi" carini e interessanti. Non mi aspettavo molto dal suono, ma con mia grande sorpresa, quando li ascoltai, i 6 pollici di alluminio riproducevano una gamma abbastanza "completa". Nella mia stanza di 10 ping (circa 33 m²), i bassi erano dignitosi. A volume medio, ascoltando musica da camera, la purezza e il fascino erano commoventi. Gli svantaggi erano una certa colorazione nel medio-basso, una zona un po' grassa, ma dopo mezz'ora di ascolto smettevo di notarla, non so se per il riscaldamento dell'unità o per l'abitudine dell'orecchio. Inoltre, l'efficienza era bassa; a volume leggermente più alto, la chiarezza complessiva ne risentiva. La stessa azienda ha un modello da 2 pollici, sempre con cono in alluminio. Oltre alla limitazione nei bassi e alla bassa efficienza, il resto delle prestazioni è eccellente. È eccezionale nei test di risposta all'impulso e soggettivamente suona molto fresco e piacevole.
　　Diatone P-610 Series
　　 Unità con una storia e ampia reputazione. Utilizza un cono in carta da 6.5 pollici e magnete Alnico, efficienza 90 dB/W, bassi fino a 50 Hz, un ottimo risultato per un'unità a gamma intera. Le diverse nervature sporgenti sulla superficie del cono servono a controllare lo stato di frattura, raggiungendo un certo grado di divisione meccanica delle frequenze. L'originale P-610 arrivò alla quarta versione e fu interrotto nel 1993. Successivamente fu rilasciata un'edizione commemorativa in piccola quantità, rarissima sul mercato. Purtroppo non ho mai avuto l'opportunità di ascoltare queste casse, ma secondo fonti affidabili, questa unità potrebbe essere la più "completa" in termini di prestazioni, cioè quella che "compromette" in modo più abile. Suono lineare e dolce, imaging superbo, microdinamica raffinata e chiara, e facile da usare, funziona bene con normali cabinet bass reflex. Si dice che sia una combinazione perfetta con amplificatori a triodi singoli alimentati direttamente, specialmente con 2A3. Se siete interessati, provatela. "WE/Altec 755A/C" Unità a gamma intera leggendaria da 8 pollici con cono in carta, alta efficienza. Le specifiche nominali della 755A sono 70Hz-13KHz, potenza gestibile 8W; la 755C è 40Hz-15KHz/15W. Sulla parte anteriore del cono si vede un anello sporgente, simile a un bordo di sospensione stretto, usato anche per il controllo della frattura del cono e la divisione meccanica delle frequenze. Questa unità ha una lunga storia; le versioni WE sono quasi introvabili, ho visto solo un esemplare Altec, e non era completo. Dall'aspetto e dalla struttura, non sembra nulla di speciale; anzi, il telaio e la struttura magnetica potrebbero causare problemi di riflessione dell'onda posteriore. Ma alcuni appassionati DIY stranieri venerano questa unità, paragonando la sua purezza senza colorazioni ai Quad elettrostatici, con una dinamica migliore. Un violinista e appassionato DIY audio, Joseph Esmilla, ha condiviso su "Sound Practices" la sua esperienza con Altec 755A/C: utilizzando un pannello aperto estremamente semplice con amplificatori single-ended 2A3 o 300B, è in grado di offrire una musicalità impeccabile. Goodmans Axiom 80
　　 Un'altra "leggenda"! Vado spesso a trovare il mio buon amico Li Jiande. Fondamentalmente, il suo posto è un "museo di apparecchiature famose", con spesso vecchie cose strane e adorabili in giro. Col tempo, mi ci sono abituato. Circa un anno fa, notai un'unità di altoparlante in alto su uno scaffale, con solo metà del retro verde scuro visibile (magnete e telaio), che mi sembrava familiare, ma non l'avevo mai vista davvero, più come il ricordo di un'immagine. Allora chiesi a Li cosa fosse. Senza alzare la testa, tra un filo di fumo, disse con nonchalance: "Oh, è un Goodmans". GOODMANS!!! Appena sentito, mi sono precipitato, ignorando i finali WE per terra, mi sono lanciato, ho afferrato quel retro verde scuro e l'ho tirato giù con riverenza, esaminandola attentamente. Più guardavo, più mi sembrava un oggetto celeste, "sembrava suonare bene" (Nota 5), e mi sembrava già di sentire la musica celestiale che emetteva. Mentre ero perso in estasi, all'improvviso l'unità mi fu strappata di mano. Prima che potessi rendermene conto, Li Jiande aveva ripreso l'Axiom 80 e mi aveva infilato uno straccio in mano, dicendo: "Pulisci la bava per terra!" Inizialmente pensavo di raccogliere fondi per comprare questi tesori, ma quel primo incontro fu l'ultimo. Poco dopo, Li Jiande la restituì al proprietario originale per alcuni motivi di "insofferenza". Sentita la notizia, non potevo crederci; mi battei il petto, ruggii per un po', senza parole. Ancora oggi, ripensando a questo episodio, non posso fare a meno di sospirare. Ah... L'Axiom 80 è un'unità a gamma intera classica prodotta da Goodmans britannica negli anni '50 e '60. In realtà, nello stesso periodo Goodmans lanciò altre unità a gamma intera ad alta efficienza e buon suono, ma nel corso degli anni è stata questa Axiom 80 a guadagnarsi la maggiore fama. L'Axiom 80 è unica nella struttura del telaio e nel design della sospensione, praticamente senza eguali. Il magnete è piccolo, probabilmente Alnico. Purtroppo non trovo dati di progetto originali precisi, quindi non posso confermare la filosofia progettuale nei dettagli, ma questa unità dà proprio una sensazione di "giustezza", di come dovrebbe essere un buon altoparlante. Le specifiche del produttore indicano una risposta in frequenza da 20Hz a 20KHz (!), potenza gestibile 6W. Oltre che nei miei sogni ad occhi aperti, non ho mai avuto la possibilità di ascoltare il suono celestiale, quindi non posso descriverlo. Ma secondo fonti straniere abbastanza affidabili, le specifiche del produttore sembrano realistiche! Come il Lowther, la premessa fondamentale è che deve essere montata in un cabinet a tromba posteriore di alta qualità per esprimersi appieno, e l'amplificatore è meglio se è un 2A3, la potenza del 300B è un po' troppa! Serie Lowther
　　 Il famoso Lowther ha oltre 50 anni di storia; se si risale rigorosamente, si arriva agli anni '20 con il signor P.G.A.H. Voigt che inizia a progettare unità dinamiche e al brevetto del doppio cono degli anni '30. Menziono questo solo per tracciare le radici profonde del Lowther; ripercorrerne davvero la storia richiederebbe troppo spazio. Parlando di Lowther, penso che la prima cosa che vi viene in mente sia il caratteristico cono bianco di carta e l'adorabile forma del telaio conforme alla statica. Alcuni modelli di fascia alta hanno anche un phase plug (fungo) centrale a forma di fungo. Esteticamente, la cosa più evidente è la struttura a doppio cono menzionata prima, che sfrutta appieno la divisione meccanica delle frequenze: a medio-basse frequenze, l'intero cono (o i due coni) si muove insieme; salendo in frequenza, il cono esterno inizia a fratturarsi, mentre il cono interno continua ad avanzare. Il phase plug centrale impedisce che le onde sonore ad alta frequenza all'interno del cono interno si cancellino a vicenda, permettendo una radiazione efficace dell'energia ad alta frequenza e migliorando anche la dispersione. Il phase plug a fungo va oltre, creando con la parte interna del cono interno un carico a fessura, aumentando ulteriormente l'efficienza nella gamma alta per abbinarsi al carico frontale a tromba. Recentemente è stato introdotto un phase plug completamente nuovo, con una forma molto diversa dalle pallottole o dai funghi; a me sembra un UFO, e si dice che migliori notevolmente la risposta originale alle alte frequenze, adattandosi a tutte le unità Lowther. Per quanto riguarda il materiale e la produzione del cono in carta, Lowther, nonostante l'aumento dei costi della manodopera, insiste ancora nel realizzare i coni a mano ritagliando e incollando carta piana. La ragione è che Lowther ritiene che solo la carta piana possa garantire la migliore uniformità di spessore, impossibile da ottenere con coni in carta monopezzo formati direttamente dalla polpa. Lo spessore non uniforme causerebbe risonanze locali e colorazioni, e le parti troppo spesse aggiungerebbero peso inutile. Inoltre, il cono Lowther presenta nervature sporgenti di forma specifica, ovviamente per aumentare la resistenza e controllare la frattura del cono. Complessivamente, la lavorazione artigianale di questo set di coni è di alto livello. Per il circuito magnetico, si possono dividere in tre materiali: ferrite ceramica standard, Alnico e il nuovo Neodimio. Sebbene tutti gli altoparlanti Lowther siano ad alta efficienza e forte magnetismo rispetto alla maggior parte, ci sono differenze. I modelli con ferrite ceramica sono i più "economici", quindi le specifiche sono meno impressionanti; ciò non significa che suonino male, anzi sono i più facili da ascoltare, senza bisogno di grandi aggiustamenti. La serie Alnico è la più costosa e potente; il PM-4A ha una densità di flusso fino a 2.4 Tesla, la più alta mai realizzata dall'uomo, con estensione alta fino a 22kHz. La nuova serie Neodimio cerca di mantenere l'alta forza magnetica dell'Alnico riducendo volume e costi, ma i prezzi dei modelli top delle due serie sono simili. Questa nuova serie offre specifiche e prestazioni "audiofile" molto buone, molto moderne; il confronto timbrico e fascino con l'Alnico è soggettivo. Un altro punto importante è che Lowther dà il meglio in cabinet a tromba posteriore, poiché l'escursione massima del cono è solo 1 mm. Con l'aiuto della tromba si possono ottenere bassi sufficienti. Recentemente, il Lowther American Club ha presentato alcuni cabinet bass reflex, affermando che i bassi possono estendersi linearmente fino a 40Hz, con una migliore risoluzione nella gamma medio-bassa. Questa controversia potrebbe richiedere ulteriori ricerche. Percettivamente, quasi tutti gli altoparlanti Lowther condividono caratteristiche comuni: sensazione di presenza eccezionale, dettaglio sorprendente e dinamica istantanea. In misurazione, molti hanno una leggera protuberanza nella gamma medio-alta, e la risposta fuori asse alle alte frequenze è scarsa, con un'area di ascolto piccola. Questa forte personalità spesso provoca reazioni opposte: chi la ama la difende per tutta la vita, rifiutando qualsiasi altro altoparlante; chi non la sopporta ritiene che non raggiunga nemmeno l'HI-FI, e non capisce cosa ci sia da ammirare. In Europa, molti paesi hanno un Lowther Club, i cui membri sono ovviamente fedeli sostenitori. Successivamente, questa tendenza si è diffusa negli Stati Uniti. Naturalmente, i giapponesi, meticolosi quasi fino al nervosismo, hanno scoperto presto questa cosa adatta al loro gusto. Ora anche voi conoscete Lowther, una cosa molto speciale e abbastanza facile da acquistare. Entrare o meno nel club dipende da voi. Conclusione
　　 Gli altoparlanti a gamma intera, se usati correttamente, possono darvi un'enorme soddisfazione musicale. Hanno il vantaggio della coerenza di fase su tutta la gamma, nessun crossover fastidioso che corroda il prezioso segnale musicale, microdinamica e espressività musicale più raffinate, imaging e palcoscenico sonoro più precisi: cose che gli altoparlanti multi-via non possono darvi. Ma per favore, comprendete che nulla è perfetto. Se siete abituati ad ascoltare heavy metal rock a 120 dB, o a guidare i vostri altoparlanti attraverso i campi di battaglia AV, o a cantare a squarciagola con gli amici, vi sconsiglio di usare altoparlanti a gamma intera in queste situazioni, perché sia voi che loro soffrirete. Usate questi tesori con cura, ascoltate musica semplice a volumi modesti, e riceverete il massimo impatto spirituale. A quel punto, la musica stessa vi commuoverà profondamente, e il volume non avrà più importanza.