Presentazione diffusori
(2a parte)
 
Il principio acustico-attivo
IMPORTANZA E FUNZIONE
Oggi lo sviluppo tecnologico ha cambiato molte cose nel mondo anche nel campo della riproduzione dell'alta fedeltà. Negli ultimi decenni, questo settore ha conosciuto grossi miglioramenti tesi ad elevare standard qualitativi già alti. I metodi usati in precedenza per la registrazione, che utilizzavano parecchi microfoni, sono stati sostituiti da due microfoni sistemati con precisione, oppure da un metodo a un punto, in cui un solo microfono stereo viene collocato nel punto spaziale e acustico migliore.

I mixer a 32 tracce, dove parecchie tracce vengono registrate e mixate e che spesso portano a errori di fase, non sono più all'avanguardia. Gli ingegneri del suono tendono infatti a registrare direttamente dalla fonte sonora. Attualmente la costruzione dell'amplificatore punta a ottenere la distorsione minima tramite la semplicità, l'ottima qualità di riproduzione e una costruzione del circuito con componenti discreti, senza equalizzatori o altro.
Cari appassionati di musica, da molto tempo mi dedico allo sviluppo di altoparlanti basati su questa tecnologia e questa linea di pensiero; la mia realizzazione più riuscita è la linea di altoparlanti L. Brodmann Acoustic Klavierfabrik GmbH, Vienna.

La combinazione tra i moderni metodi di registrazione, la tecnologia di amplificazione con sorgenti sonore e cavi di qualità, unite ai diffusori Brodmann Acoustic, hanno portato a qualcosa di incredibile: una sbalorditiva esperienza di suono molto realistico che numerosi esperti e rivenditori di hi-fi possono provare.
 
SISTEMI DI ALTOPARLANTI TRADIZIONALI
Se accettiamo la dottrina tradizionale e la sua tecnologia di base, il nostro obiettivo diventa necessariamente l'eliminazione di tutte le risonanze: ne risulta un appiattimento totale della curva di frequenza tramite l'utilizzo di potenti filtri con un' attenzione incredibilmente scarsa per il suono stesso. Lavoro non gratificante, se consideriamo la notevole area grigia che delimita la differenza esistente tra le risonanze indesiderate e quelle che invece sono parte integrante del suono. Resta in piedi il principio base dell'acustica, secondo il quale senza risonanza non ci può essere suono. Perfino i migliori altoparlanti utilizzano filtri di frequenza attivi e complicati che hanno la funzione di correggere il suono a posteriori. La sezione sul filtro di frequenza acustico-attiva descriverà più approfonditamente quanto sia complessa l'interazione tra tutte le distorsioni e le correzioni, nonché la loro influenza sul suono finale. Infine molti ignorano che i toni bassi contengono onde sonore lunghe fino a 16 metri e, di conseguenza, trascurano la loro regolazione rispetto alle pareti dell'ambiente d'ascolto. Se la fisica, intesa come criterio influente, è veramente la base della riproduzione del suono, dobbiamo uscire da questo paradigma e allargare i nostri orizzonti. Permettetemi di presentare il mio brevetto usando un approccio di questo genere.
 
IL RISONATORE A TROMBA
Inizierò spiegando come grazie al risonatore a tromba, il miglioramento del livello di adattabilità sia direttamente proporzionale al diminuire della frequenza. In altre parole, la misura del diaframma viene aumentata, mentre il suo peso resta costante. Per "miglioramento del livello di adattabilità" si intende il rapporto tra il suono e la parete di collocazione, ossia la parete vicina a quella in cui è sistemato l'altoparlante.
  Il principio del risonatore di Helmholtz

Ho sviluppato il risonatore partendo dal principio del risonatore di Helmholtz. Tale principio afferma che un altoparlante può utilizzare la massa d'aria contenuta nel cabinet come una molla attaccata a un tubo contenente aria del peso pari al diaframma del basso e di fase invertita allo scopo di vibrare in fase corretta rispetto a chi ascolta, utilizzando il campo posteriore del suono. Gli svantaggi di questa costruzione sono a) che l'apertura creata è piuttosto piccola e b) che il punto di risonanza cade solo sulle frequenze fondamentali di risonanza.

Il risonatore a tromba

Il risonatore a tromba presenta tutta una serie di vantaggi. Ha la forma di una tromba che si estende dal tubo del risonatore in modo da formare un restringimento all'estremità piccola della tromba, un cosiddetto "filtro basso profondo", che si allarga proporzionalmente man mano che si avvicina all'estremità più larga. Questo "filtro basso profondo" all'inizio del tubo garantisce che sia emessa solo la corretta gamma di frequenza, impedendo effettivamente una perdita di colore del suono causata dalla tromba. In questo modo l'area di emissione totale del basso è aumentata e, poiché in uno stato dinamico l'aria è senza peso, non vi è aumento di inerzia.
Risonatore:
2 metodi di costruzione


E' possibile dimostrare che la massa d'aria del risonatore funziona davvero come un diaframma tenendovi davanti una fiamma e osservando come questa oscilla al ritmo della musica. Poiché solo le particelle che vibrano attivamente possono far vibrare altri mezzi, questa è la prova che il risonatore non sposta semplicemente "l'aria circostante", ma che funge da diaframma attivo. Inoltre la forma dell'angolo del risonatore a tromba permette la produzione non solo di un tono fondamentale di risonanza, ma di molti toni variati di risonanza che si diffondono attraverso l'intero spettro dei bassi.






Infine si crea una naturale divisione di frequenza a 130 Hz "acustico-attiva". Le frequenze superiori a 130 Hz vengono emesse dal campo sonoro frontale della gamma medio-bassa, mentre il campo sonoro posteriore dei woofer pilota il risonatore a tromba. I 130 Hz sono collocati nell'area critica del tono fondamentale, dove è essenziale che il suono sia il più libero possibile da distorsione.

Ma adesso lasciamo da parte il risonatore di prima generazione, anche se esso resta decisamente all'avangurdia. Quello di seconda generazione - l'altoparlante Brodmann Acoustic - rappresenta il livello successivo. Il grado di riproduzione ed emissione della gamma medio-bassa ha fatto probabilmente un salto in avanti perfino superiore rispetto a quello registrato con l'introduzione del risonatore a tromba di prima generazione.
 
RISONATORE A TROMBA DI SECONDA GENERAZIONE
con "pannelli risonatori"
Altoparlanti come strumenti musicali
La necessità di acquisire consapevolezza.

Gli strumenti musicali devono fungere necessariamente da modelli per gli altoparlanti che suonano musica: entrambi producono suono che "risuona".

Inoltre gli strumenti musicali inglobano il know-how acquisito nel corso di sviluppi e miglioramenti di migliaia e migliaia di anni.
Per semplificare, tutti gli strumenti musicali sono costituiti da un piccolo mezzo che produce il suono (corde, imboccatura, ancia, altro) accoppiato a grandi risonatori e superfici di risonanza che trasportano il suono attraverso lo spazio.
Gli attuali sviluppi hanno portato a un cambiamento da woofer di grosse dimensioni a woofer molto più piccoli e potenti. Ciò avviene negli altoparlanti Brodmann Acoustic che utilizzano woofer piccoli (130 mm.), ma potenti e accoppiati a "pannelli risonatori" di seconda generazione.

Il risonatore a tromba di seconda generazione con i suoi "pannelli risonatori" produce il suono proprio come fa uno strumento. In realtà è questo il segreto che sta alla base di un suono incredibilmente "musicale".

Le due funzioni del risonatore a tromba di seconda generazione
  1. Il diametro del risonatore determina la risonanza fondamentale.
  2. La circonferenza del risonatore determina il livello di adattabilità all'ambiente circostante.
Naturalmente la dimensione dei "pannelli risonatori" in associazione alla massa d'aria usata provoca un grosso aumento del livello di adattabilità. Inoltre la grande precisione di risonanza attiva/passiva dei pannelli - così come nei pianoforti Brodmann Acoustic - produce un suono molto più "musicale", smorzando nel contempo i toni alti indesiderati. I "pannelli risonatori" sono veri e propri diaframmi che servono a emettere innanzitutto i toni bassi. Hanno un diametro di 1500 mm, una dimensione incredibile che aumenta notevolmente il livello di adattabilità dei bassi rispetto allo spazio circostante.


 
Brodmann Acoustic VC7 - Risonatore a tromba di seconda generazione

I pannelli laterali del risonatore a tromba, regolati sulla risonanza fondamentale, fanno in modo che la dimensione dei toni bassi aumenti adattandosi molto bene all'ambiente d'ascolto.

I "pannelli risonatori" sono diaframmi veri e propri e le loro viti di fissaggio (6 per ciascun pannello) sono state regolate a 75cNm per ottenere una riproduzione ottimale del suono.

Forma ed estetica
In ogni generazione le forme arcaiche sono state riutilizzate e ridefinite in termini di contenuto e di significato. Ciò fornisce una spiegazione plausibile per l'antico terrapieno che Doniken definisce rampa di lancio del razzo.

Le duplici forme verticali degli altoparlanti stereo hanno fatto la loro comparsa iniziale come porte, finestre e colonne in sale riccamente decorate (vedere "I Palazzi di Venezia", 1998. Taschen Verlag). Poiché tali oggetti hanno sempre avuto una forma slanciata, questa estetica si presta molto bene agli altoparlanti usati in casa.
Cosa abbastanza interessante è che questi fenomeni di design non sono stati necessariamente creati consapevolmente dall'uomo. Ad esempio, i colori usati per decorare i palazzi di Venezia sono identici ai colori di una stella che implode osservata con il Telescopio Hubble.

Tutto questo è il risonatore a tromba: potremmo chiamarlo perfino risonatore a tromba per la riproduzione ottimale dei bassi, poiché lo scarso livello di distorsione che comincia con il basso costituisce la base per un suono veramente naturale. In altre parole, neanche un altoparlante perfettamente accordato potrà mai riprodurre un suono particolarmente naturale se non avrà la precisione di un risonatore a tromba nella gamma bassa.
Caratteristiche di emissione della gamma di frequenza dell'altoparlante

Le leggi acustiche per l'emissione delle onde sonore naturali in fase di produzione, insieme ai criteri acustici dell'ambiente d'ascolto in fase di riproduzione, costituiscono le basi delle caratteristiche di emissione delle gamme tonali basse, medie e alte.

Naturalmente i toni bassi formano onde sferiche e vengono emessi su larga scala dai "pannelli risonatori" che sono pilotati dal campo sonoro posteriore dei woofer.

Con i toni medi, le onde sferiche di emissione del suono originale possono essere riprodotte ottimamente in forma di onda sferica dagli altoparlanti per i medi montati lateralmente (date le eccellenti proporzioni del loro diaframma per frequenze medie) attraverso il campo sonoro anteriore. In questo modo il suono viene formato da parti dirette/riflesse, proprio come nell'originale.

In fase di produzione, i toni di gamma alta coinvolgono la disposizione diretta dei tweeter. Infatti, se fosse usata una forma di emissione più estesa, ne conseguirebbero riflessioni indesiderate nell'ambiente d'ascolto, con gravi errori di fase.
Disposizione degli altoparlanti per gamma medio-bassa nelle coppie di altoparlanti

La disposizione degli altoparlanti per gamma medio-bassa è simmetrica per ogni cabinet degli altoparlanti. Quando una coppia di altoparlanti viene collocata nell'ambiente d'ascolto, il risultato non è simmetrico; si determina un rapporto leggermente asimmetrico tra gli altoparlanti e l'ambiente. Tale irregolarità richiede una distribuzione della risonanza eccellente dal punto di vista acustico.

Quando si posizionano altoparlanti di gamma medio-bassa, si deve aver cura di compensare piccoli errori di fase regolando il rapporto tra gli altoparlanti e i tweeter.

Da un punto di vista generale, la funzione della tromba è un'assoluta necessità se si vuole ottenere una riproduzione ottimale del suono. Quando la funzione di tromba è usata in spazi più piccoli della risonanza fondamentale, come in una tipica casa, il cabinet degli altoparlanti e la stanza assumono una forma che guida il suono, ossia una tromba. Perché ciò si verifichi, la transizione tra altoparlanti e ambiente deve essere perfetta. Una transizione armoniosa viene accompagnata dal miglioramento dei livelli di adattabilità e diventa sempre più importante a frequenze più basse che hanno lunghezze d'onda più grandi.

Il risonatore a tromba forma un collegamento tra gli altoparlanti e l'ambiente d'ascolto. Questo è il compito del risonatore a tromba che diventa indispensabile.

I nostri altoparlanti non sono scatole tradizionali "morte", ma invece strumenti vivi, proprio come i grandi pianoforti da concerto Brodmann Acoustic.
 
     
SMORZAMENTO OTTIMALE DEL CABINET

Anche lo smorzamento del cabinet viene spesso considerato erroneamente dagli esperti della tecnologia tradizionale. I cabinet sono letteralmente zeppi di materiali che hanno lo scopo di attutire le risonanze. Ma, come sanno tutti gli ingegneri di acustica, queste risonanze possono essere facilmente tenute sotto controllo con altri mezzi, come la struttura del cabinet, pareti ad angolo o con forme particolari e l'uso di materiali alternativi. In questo modo gli sbilanciamenti (non linearità) dello smorzamento si possono evitare, poiché l'efficacia del materiale utilizzato per lo smorzamento diminuisce man mano che la frequenza si abbassa, creando risultati di smorzamento non lineare (una legge fondamentale della acustica).

I cabinet degli altoparlanti Brodmann Acoustic non contengono materiale aggiuntivo per lo smorzamento; le loro proporzioni sono progettate al computer prima di essere ottimizzate dal punto di vista acustico ed empirico. Si può dire che gli altoparlanti Brodmann Acoustic rappresentino un altro tipo di influenza significativa sul suono: il risultato è un suono dall'incredibile leggerezza e vivacità.
  IL FILTRO DI FREQUENZA ACUSTICO-ATTIVA

Innanzitutto dobbiamo renderci conto del fatto che quanto più sono sofisticati i filtri utilizzati, tanto maggiore sarà la distorsione che verrà a crearsi, come è noto nel campo della costruzione della registrazione e dell'amplificazione. La distorsione della pressione acustica è una distorsione modulata dall'estensione, modulata dalla frequenza, modulata dagli impulsi, modulata dalla fase, distorsione da crepitio, distorsione da impedenza, per citarne solo alcune. Sebbene ciascun tipo di distorsione possa essere valutato separatamente, in realtà esse agiscono congiuntamente, moltiplicandosi a vicenda nel processo.

Un evento sonoro è costituito da miliardi di informazioni che ovviamente non possono essere trattate simultaneamente da alcun computer, eccetto che dal "nostro computer", l'orecchio umano. Per tale ragione, dobbiamo prendere l'orecchio come misura standard.

Inoltre qui stiamo trattando della distorsione della modulazione, ossia modulazioni che influenzano non solo la qualità della trasmissione, ma anche la percezione vera e propria del suono. Ad esempio, un vibrato di violino è di per sé una modulazione, e può essere riprodotto in modo più convincente se minore è la distorsione della modulazione.
     
Il nostro obiettivo era chiaro: anziché costruire altoparlanti sofisticati, ma tradizionali, che avrebbero richiesto filtri potenti in grado di "stroncare" il suono, abbiamo voluto creare altoparlanti che, per quanto possibile, lavorano alla frequenza desiderata con la giusta pressione acustica e in fase prima di applicarvi qualsiasi filtro. Se tuttavia un filtro fosse proprio necessario, useremmo solo un filtro di ottima qualità per fare una regolazione minima. Da filtri tradizionali sovraccaricati, spesso provvisti di condensatori elettrolitici bipolari di tipo economico, bobine con anima di ferro di scarse prestazioni, non ci si può aspettare un suono "naturale": la distorsione prodotta è troppo alta.
Ogni qualvolta sia possibile, cerchiamo di non limitare i toni bassi. Ma se ciò non può essere evitato, usiamo una bobina piccola (non una bobina con l'anima di ferro, per timore che saturi nei momenti di alta corrente.

I toni alti sono limitati alla loro estremità più bassa, in modo "soft" (-6 dB p. oct.), il che completa la gamma di frequenza Brodmann Acoustic - acustico-attiva. Quando noi usiamo i filtri, siamo sicuri che essi sono più piccoli dell'impedenza dei tweeter così da non influire sul suono. Usando filtri di frequenza acustico-attiva abbiamo raggiunto il suono spaziale della realtà: caldo, vivo, tridimensionale.

 

Caratteristiche degli altoparlanti Brodmann Acoustic
Per raggiungere i parametri desiderati, come il funzionamento di fase, estensione in frequenza, una dinamica ottimale, precisione e fedeltà degli impulsi, nonché la riproduzione realistica dei suoni più variati e colorati, abbiamo utilizzato materiali e metodi eccezionali.  
Altoparlanti
di gamma media e alta
(Tweeter)
130 Hz*; 2,5 Khz bobine a 4 avvolgimenti su montaggi Kevlar; cupola in fibra di seta immersa in acrilico (abbastanza rigida per la massima prestazione degli impulsi, ma sufficientemente smorzata internamente per assorbire i picchi di risonanza).
Altoparlanti
di gamma medio/bassa
(mid-woofer)
membrane realizzate in fibra di carbonio, corda dell'Alasca, cellulosa per un'ottimale rigidità, smorzamento interno ideale e basso peso; bobine a 6 avvolgimenti montate su supporto in kevlar e magnete in alnico; cavi di collegamento rinforzati e molto flessibili; sospensione Styrofoam resistente a UV.
Il team Brodmann Acoustic vi augura di godere tanto buon ascolto con i nuovi altoparlanti!

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