TEST n.1: i diffusori "tower"

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F.Calabrese
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TEST n.1: i diffusori "tower"

#1 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:11

Questo test è complesso da comprendere quanto è fondamentale la sua importanza, per cui non vi preoccupate se alla prima lettura non tutto vi sembrerà chiaro... rileggete e/o fate domande sul thread aperto appositamente !!!

Il quesito che vi si pone è di quelli veramente "tosti":
"Sareste disposti ad accettare -con onestà intellettuale- l'ipotesi che il 90 per cento dei diffusori (quelli soprannominati "tower") siano progettualmente sbagliati ed assai meno performanti di quanto si potrebbe ottenere con perfetta parità di costi...???"

Io ve lo scrivo da cinque anni, ma sino ad ora non ho mai postato una spiegazione organica, proprio perché la sapevo complessa... per cui seguitemi con attenzione nei prossimi post.

Per ora vi anticipo che l'idea è quella di risolvere in un colpo solo due difetti terrificanti dei diffusori tower: la vulnerabilità al "problema delle tre pareti" e la scarsissima efficienza...

Partiamo con il prossimo post.

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#2 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:12

Partiamo dalla scelta di un woofer molto economico, diciamo da 10"/25cm., di costo compreso tra i 65 ed i 75 Euro di Listino, da cui è facile ottenere uno sconto del 20%. Ho scelto un Ciare HW-250 perché è un best-seller dal 1998 e perché è molto simile al tipico woofer da sospensione pneumatica presente nella maggior parte dei diffusori economici...

Immagine

La risposta molto lineare è un buon segno (vuol dire che il cono è di materiale ben smorzato...), ma a noi servirà pochissimo, visto che lo impiegheremo solo come una specie di subwoofer, tagliandolo sotto 200 Hz.
Perdonatemi le sospensioni in poliuretano... ma stiamo studiando un caso tipico, e non il progetto di un diffusore Top con componenti Pro... (per quanto... capirete molte cose...)

Ecco il risultato della simulazione, con un cabinet piuttosto grandicello (un cubo di 50 cm. di lato...) ed accordato reflex:
(in alto la curva di risposta complessiva, in blu, e quella del solo condotto, in rosso; in basso l'escursione con 1 watt.)

Immagine

Già... siamo andati subito fuori strada, rispetto alle tradizioni... e cosa vi aspettavate da me...? :lol: --- :lol: --- :lol: --- 8-)

Beh... il nostro Sub economico scende fino alla bellezza di 26 Hz (-3 dB), al costo di un'escursione che raggiunge il limite di 5 millimetri con appena 4 (quattro) Watt... pochini davvero, ma del tutto normali per diffusori di questo tipo.

Notate due finezze progettuali non da poco: la prima è che l'emissione dal condotto è volutamente di livello assai più basso rispetto a quella del woofer... come dire che a noi quel condotto serve solo per tener fermo il woofer sotto 25 Hz e non per tirar sù la risposta... L'altra finezza mi piacerebbe che la scoprissero i forumers più esperti, per cui non ve la dico.

Nel prossimo post vi racconterò cosa farebbe un progettista fessacchiotto, con un basso del genere...

Nel post ancora successivo percorreremo una via del tutto alternativa ed esattamente sedici volte migliore...

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#3 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:12

Come dicevamo nel post precedente, un progettista fessacchiotto farebbe -a questo punto- due errori grossolani.

Il primo errore sarebbe quello di posizionare il diffusore lontano dalle pareti laterale e di fondo, magari facendo l'ulteriore fesseria di collocare il woofer ad una certa altezza da terra... Il risultato sarebbe quello di creare una o più voragini nella risposta, ed a queste frequenze il rendimento già basso del nostro diffusore economico verrebbe ulteriormente ammazzato dalle cancellazioni prodotte dalle riflessioni in controfase, come ben scrisse Allison già negli anni '70...

Immagine

Il secondo errore è più sofisticato e recente, e sarebbe quello di adottare un pannello frontale ristretto, esattamente come quello tipico dei diffusori "tower", grazie al quale si perderebbero tre preziosi deciBel di rendimento su quasi tutta la gamma bassa... come potete vedere da questa immagine, ripresa sempre da Allison:

Immagine

Il nostro progettista fessacchiotto infatti ignora che il risultato delle simulazioni prodotte dai software più comuni è relativo alla irradiazione entro un emispazio, mentre la collocazione a distanza dalle pareti configura in realtà una irradiazione sferica, perlomeno fino alle frequenze alle quali le dimensioni del pannello diventano significative (sopra 350 Hz, per l'esempio preso da Allison e relativo ad un diffusore grande come le AR-3a e come il nostro Sub). Quindi il nostro fessacchiotto ha sacrificato metà efficienza solo per avere la delizia di ritrovarsi a combattere con le cancellazioni da riflessioni...

Ma un vero progettista-pollacchione farà a questo punto la mossa finale, che ridurrà il nostro diffusore ad un'anatra zoppa senza alcuna speranza di poter competere con qualcosa di più intelligente... Gli basterà scegliere mid e tweeter di pari rendimento (90 dB/1W/1m, anzi 87, se teniamo conto della mancanza del baffle sotto 300 Hz...!) e poi progetterà un filtro di crossover allineato su questi miserandi 87 dB...

Abbiamo visto che il nostro diffusore -pur di scendere in frequenza- va in limite di escursione con appena 4 watt, il che significa 87 + 6 = 93 dB di picco ad un metro di distanza...

Un risultato patetico...

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#4 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:12

Prima di raccontare "la soluzione giusta", apriamo una piccola parentesi culturale costituita dll'esame di un paio di misurazioni di risposta effettuate in ambiente, su due diffusori di prova. Il primo è un cubotto di 30 cm. di lato, con un wooferetto da 5"/13cm., di cui qui sotto vedete alcune risposte in frequenza, rilevate ad un metro ed in ambiente:

Immagine

Beh... il grafico si commenta quasi da solo... come dire che se si passa dalla collocazione su stand a quella in angolo si guadagnano quasi dodici deciBel di rendimento (come prevedibile, perchè l'angolo solido si riduce ad un quarto...)!
Un caso isolato...? Vediamo un altro esempio,questa volta con una diffusore che conoscete tutti: le Pure Acoustics Pro-838, misurate in ambiente ed in varie collocazioni...

Immagine

Anche in questo caso l'incremento di rendimento che si ottiene collocando il diffusore in angolo è enorme: 12 deciBel...!
Ma soprattutto guardate i due buchi nella risposta in verde, quella appunto su stand... esattamente come previsto !!!

Ora non ci resta che fare una piccola riflessione: "Ma se dalla collocazione in angolo deriva un vantaggio così enorme (12 dB equivalgono a 16 volte, in potenza...), come mai non l'adottano tutti...?"

Beh... a dire il vero Paul Klipsch lo scriveva sempre, già all'inizio degli anni '70, che quella era la collocazione "giusta", ma come sempre, non se lo filavano che pochi eccentrici...

In realtà un motivo c'è, e lo potete intravedere nelle curve qui sopra: l'incremento di rendimento causato dalla collocazione in angolo cessa di esistere al di sopra di una certa frequenza, dettata dalle dimensioni del trasduttore e del diffusore... diciamo tra i 150 ed i 200 Hz per i due diffusori misurati e di cui vedete le risposte qui in questo post.

L'altro motivo, quello della frequente indisponibilità di due angoli liberi, è più una scusa che un motivo, perché -per esempio- i due angoli in alto sono quasi sempre liberi e collocarvi due diffusori relativamente piccoli non dovrebbe mai essere un problema... E poi, chi ci vieta di collocare due sub in uno stesso angolo...???

Nel mentre che riflettete, io passo a scrivere il seguito...

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#5 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:12

A questo punto immagino che sarete curiosi di conoscere la soluzione contemporanea per tutti i problemi di cui abbiamo accennato dall'inizio del thread... Esiste !!! (ed è divertente che il grande Paul Klipsch non se ne accorse... o non la pubblicizzò mai...!).

Osservazione banalissima: "Ma chi ci costringe a collocare woofer, mid e tweeter in uno stesso cabinet...???" Beh... mid e tweeter devono stare vicinissimi, per evitare che la risposta fuori asse intorno all'incrocio sia tormentata dalle interazioni di fase introdotte dai diversi percorsi dal trasduttore all'ascoltatore...
Diciamo che il criterio di ragionevolezza vuole che due trasduttori di vie adiacenti non debbano essere più distanti tra loro di una lunghezza d'onda alla frequenza d'incrocio... e questa lunghezza vale pochi centimetri, per l'incrocio tra mid e tweeter.

Però se spostiamo abbastanza in basso l'incrocio tra woofer e mid, per esempio a 150 Hz, scopriremo che si possono collocare i due cabinet anche ad un paio di metri di distanza, senza fare troppi danni...

Pensateci per un attimo... se collocate i due Sub negli angoli ed i due satelliti con mid e tweeter su un piccolo stand appena avanti... Beh... la distanza tra loro sarà nell'ordine del mezzo metro, un metro al massimo... Vale a dire comunque la metà del massimo consentito...!!! 8-)

A questo punto riprendiamo la risposta del nostro Sub ed osserviamola sotto una nuova luce, vale a dire in angolo...

Immagine

I nostri 90 dB di rendimento saranno diventati oltre 100, e con quattro Watt raggiungeremo i 106 dB a 30 Hz !!!
Infilando bene il nostro woofer nell'angolo otterremo una risposta lineare anche oltre 200 Hz,e nulla ci vieterà di prevedere una seconda coppia di Sub in parallelo, per aumentare di altri 6 dB il livello emesso (tre dB per il raddoppio di potenza dovuto al dimezzamento dell'impedenza, più altri tre dB di incremento del rendimento...).

A questo punto non ci resta che imparare dagli errori del nostro amico progettista-fessacchiotto, evitando di ripeterli...

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#6 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:12

Abbiamo visto che un errore tipico è quello di allineare il rendimento di medi ed alti sul valore del woofer collocato lontano dalle pareti... E se noi operassimo diversamente...???

Ecco qui sotto la risposta di un bel mid della serie Pro/Car della Ciare, il PM-200, che costa più o meno come il woofer.

Immagine

Il rendimento è di ben 96 dB/1W/1m e si raccorda bene con quello -di poco superiore- dei woofers, tenendo conto che una risposta leggermente calante è sempre più gradevole. Ma se non la vogliamo, basta scegliere un mid di maggiore diametro e più efficiente... (ci sono woofers Pro che lavorano benissimo anche come mid-bassi !).

Per ottenere questa curva sono stati necessari tre litri e mezzo di volume posteriore, accordato anche qui solo per tener fermo il cono (e con il condotto che non "soffierà" assolutamente mai...). Anche qui c'è una finezza aggiuntiva, di cui taccio, per lasciarla indovinare ai più esperti.

Se osservate la curva in basso, vale a dire quella dell'escursione, vedrete che il massimo è a circa 170 Hz e vale appena 0,22 mm. per un watt. Questo significa che per arrivare al limite di 1,5 mm occorreranno ben 50 Watt (+17 dB ref. 1W), per cui il livello massimo di emissione sarà pari a 96 + 17 = 113 dB di Picco Lineare...!

Ora non ci resta che scegliere un buon tweeter: al prossimo post.

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P.S.: Mi accorgo di non aver preparato il grafico con la foto e le caratteritiche del PM-200: lo farò domani mattina, aggiungendolo in questo stesso post.

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#7 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 3:13

La fortuna vuole che nel catalogo Ciare ci siano ben due tweeters che si prestano benissimo per completare il nostro "diffusore-che-spernacchia-i-tower" Il primo è a tromba ed è efficientissimo, per cui andrà attenuato:

Immagine

Il secondo è invece una più tradizionale tweeter a cupola, la cui minore efficienza ci costrimgerà ad impiegarlo senza attenuazione, con una prevedibile maggiore delicatezza (ma se lo si taglia più in alto si può compensare...).
Se osservate con attenzione la foto qui sotto, noterete che una piccola tromba in realtà c'é anche qui...

Immagine

I due tweeters suggeriti costano intorno ai 50 Euro, +IVA -sconto...

Il prossimo post per le riflessioni finali.

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#8 Messaggio da F.Calabrese » martedì 26 novembre 2013, 5:02

A questo punto tiriamo le somme e passiamo al nostro TEST.

Vi siete accorti di quanto sia semplice ottenere un livello di rendimento e di potenza sedici volte superiore, semplicemente adottando la collocazione in angolo per il woofer ed una sezione medi ed alti efficiente ed in grado di sopportare un taglio a frequenza assai più bassa del solito...?

Avete fatto due conti, su quanto costa poco la nostra soluzione...?

Vi siete guardati intorno, scoprendo che una soluzione del genere massacra letteralmente il 99 per cento dei diffusori "tower"...?

Avete calcolato quanto poco ingombrano due satelliti da quattro litri e due sub da 50 cm.infilati in angolo...?


E siamo arrivati al TEST: domandatevi se -a questo punto- avete l'onestà intellettuale e/o l'apertura mentale di ammettere che il 90 per cento delle proposte commerciali è basata su una configurazione progettuale che nasce con difetti enormi, che ne limitano e di molto le prestazioni, aumentando anche il costo delle amplificazioni necessarie...

Se l'avete, ditelo ai vostri amici appassionati, che vengano qui anche loro a fare i nostri test... (perché ce ne sono altri due in arrivo...).


Cordialissimi Saluti
Fabrizio Calabrese

ouragan66
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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#9 Messaggio da ouragan66 » sabato 25 novembre 2017, 1:29

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Re: TEST n.1: i diffusori "tower"

#10 Messaggio da F.Calabrese » sabato 25 novembre 2017, 1:35

Esatto... è proprio il tuo impianto...! :D

(Non a caso ne ho sempre scritto bene...) ;)

Saluti
F.C.

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