Quanti anni sono che leggete -sulle riviste e nelle pubblicità di tante aziende- che i filtri del primo ordine sono superiori per la loro migliore risposta in fase...?
EBBENE... SI TRATTA DI UNA BALLA CLAMOROSA...!
Non solo, ma il motivo per cui NON E' VERO dimostra che i progettisti di TUTTE queste aziende ed anche i recensori delle riviste in questione sono solo dei dilettanti allo sbaraglio... perché il motivo principale è serissimo ed evidentissimo, perlomeno a chi ha studiato per davvero la materia.
Personalmente, io scrivo da SEMPRE che i filtri a bassa pendenza (quindi non solo quelli del primo ordine) sono inadeguati, perlomeno se si fa sul serio e se non si va al risparmio estremo. Nei miei diffusori impiego filtri del quinto/sesto ordine, dalla fine degli anni '70, vale a dire dal mio primo progetto.
Sino ad oggi ho motivato le mie scelte tecniche con spiegazioni necessariamente semplici, vale a dire comprensibili per tutti. Le riepilogherò alla fine del thread.
Oggi invece farò uno strappo alla regola e vi mostrerò l'aspetto più serio e complesso da spiegare.
Iniziamo dal prossimo post.
F.C.
La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
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F.Calabrese
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F.Calabrese
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
Iniziamo la spiegazione con una simulazione che tutti potete fare, con uno dei soliti software per autocostruttori.
Simulate un diffusore composto da un woofer da 12"/32cm. e da un midrange da 6,5"/17cm. (oppure da 5"/13cm., se volete). SENZA CROSSOVER !
Simulate dapprima la risposta in frequenza (grafico sopra) e fase (grafico sotto) sia delle singole emissioni dei due trasduttori che della somma delle due.
Ora però attenzione: per la primissima simulazione sceglieremo (per capire) di aumentare a dismisura i volumi posteriori ai due trasduttori ed insieme sceglieremo un valore di VAS per le loro sospensioni almeno mille volte superiore rispetto a quello vero. Faremo questo in modo di eliminare dal risultato gli sfasamenti introdotti dalla frequenza di risonanza (che ora finirà, per entrambi i trasduttori, bene al di sotto di cinque Hz).
Nel nostro esperimento ipotizzeremo di voler tagliare woofer e mid ad una frequenza pari a 300-350 Hz, che è particolarmente non critica perché comunque lontana dalle risonanze in gamma bassa ed anche perché la lunghezza d'onda è tale che i due trasduttori possono essere considerati vicinissimi.
Ed ecco a voi il risultato della simulazione, con in alto ed in blu la somma delle due emissioni (di woofer e mid) ed in basso le due emissioni singole, in rosso e verde. nella metà inferiore del grafico vediamo la risposta in fase dell'emissione complessiva, CHE NON E' LINEARE.
Ora domandatevi: come mai la risposta in fase NON E' LINEARE...? nonostante i due trasduttori siano privi di filtro ed abbiano risonanze a frequenze inferiori al limite dell'udibile...?
BEH... LA RISPOSTA E' SEMPLICE: E' L'IMPEDENZA DI RADIAZIONE A DIVENTARE REATTIVA al di sotto di una frequenza che è data dal diametro del cono e dal suo tipo di collocamento (nello spazio libero, a parete, in uno spigolo o in angolo)...!!!
Ora pensateci...! Voi appassionati siete dispensati dal conoscere una nozione così basilare... MA QUALSIASI PROGETTISTA CHE NON LA CONOSCA E' INDEGNO DI FREGIARSI DI TALE TITOLO !!!
Segue
F.C.
Simulate un diffusore composto da un woofer da 12"/32cm. e da un midrange da 6,5"/17cm. (oppure da 5"/13cm., se volete). SENZA CROSSOVER !
Simulate dapprima la risposta in frequenza (grafico sopra) e fase (grafico sotto) sia delle singole emissioni dei due trasduttori che della somma delle due.
Ora però attenzione: per la primissima simulazione sceglieremo (per capire) di aumentare a dismisura i volumi posteriori ai due trasduttori ed insieme sceglieremo un valore di VAS per le loro sospensioni almeno mille volte superiore rispetto a quello vero. Faremo questo in modo di eliminare dal risultato gli sfasamenti introdotti dalla frequenza di risonanza (che ora finirà, per entrambi i trasduttori, bene al di sotto di cinque Hz).
Nel nostro esperimento ipotizzeremo di voler tagliare woofer e mid ad una frequenza pari a 300-350 Hz, che è particolarmente non critica perché comunque lontana dalle risonanze in gamma bassa ed anche perché la lunghezza d'onda è tale che i due trasduttori possono essere considerati vicinissimi.
Ed ecco a voi il risultato della simulazione, con in alto ed in blu la somma delle due emissioni (di woofer e mid) ed in basso le due emissioni singole, in rosso e verde. nella metà inferiore del grafico vediamo la risposta in fase dell'emissione complessiva, CHE NON E' LINEARE.
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Ora domandatevi: come mai la risposta in fase NON E' LINEARE...? nonostante i due trasduttori siano privi di filtro ed abbiano risonanze a frequenze inferiori al limite dell'udibile...?
BEH... LA RISPOSTA E' SEMPLICE: E' L'IMPEDENZA DI RADIAZIONE A DIVENTARE REATTIVA al di sotto di una frequenza che è data dal diametro del cono e dal suo tipo di collocamento (nello spazio libero, a parete, in uno spigolo o in angolo)...!!!
Ora pensateci...! Voi appassionati siete dispensati dal conoscere una nozione così basilare... MA QUALSIASI PROGETTISTA CHE NON LA CONOSCA E' INDEGNO DI FREGIARSI DI TALE TITOLO !!!
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F.Calabrese
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
Ora proseguiamo con una nuova simulazione, per la quale rimetteremo a posto i valori corretti della elasticità delle sospensioni dei due trasduttori, e quindi sceglieremo due volumi posteriori adeguati al caso (diciamo un centinaio di litri per il woofer -che accorderemo in reflex- e 5-10 litri per il mid a cono). SEMPRE SENZA FILTRI !
Ecco il risultato della simulazione, con in alto le risposte delle due vie (in rosso e verde) e quella della loro somma (in blu). Nella metà inferiore si vede la risposta in fase.
Il risultato è ovvio, anche se ottimistico: le due vie si sommano in fase quando entrambi i trasduttori emettono a regime, con un primo gradino -in basso- causato dal fatto che viene a mancare il contributo del Mid ed una successiva diminuzione, quando anche il woofer taglia, sempre verso le frequenze più basse.
Nella realtà osserveremmo irregolarità alle più alte frequenze ed una somma a soli +3 dB, da una certa frequenza in poi, visto che è impensabile che due coni abbiano una risposta in fase linearissima fino a 3 KHz...!
Ma ora passiamo al prossimo post, per vedere cosa accade quando introduciamo un filtro passivo del primo ordine.
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F.C.
Ecco il risultato della simulazione, con in alto le risposte delle due vie (in rosso e verde) e quella della loro somma (in blu). Nella metà inferiore si vede la risposta in fase.
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Il risultato è ovvio, anche se ottimistico: le due vie si sommano in fase quando entrambi i trasduttori emettono a regime, con un primo gradino -in basso- causato dal fatto che viene a mancare il contributo del Mid ed una successiva diminuzione, quando anche il woofer taglia, sempre verso le frequenze più basse.
Nella realtà osserveremmo irregolarità alle più alte frequenze ed una somma a soli +3 dB, da una certa frequenza in poi, visto che è impensabile che due coni abbiano una risposta in fase linearissima fino a 3 KHz...!
Ma ora passiamo al prossimo post, per vedere cosa accade quando introduciamo un filtro passivo del primo ordine.
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
Ed ecco appunto il risultato della simulazione, con l'aggiunta di un FILTRO PASSIVO DEL PRIMO ORDINE, vale a dire un condensatore in serie al Mid ed un'induttanza in serie al Woofer.
PER LA PRIMA SIMULAZIONE ELIMINEREMO DI NUOVO L'ELASTICITA' DELLE SOSPENSIONI (moltiplicandola per almeno mille) E L'EFFETTO DEL VOLUME POSTERIORE (moltiplicando anche questo).
Come potete vedere, la risposta in frequenza delle due vie insieme è abbastanza lineare sull'incrocio , MA LA RISPOSTA IN FASE resta NONLINEARE... con buona pace delle fesserie che da decenni scrivono i sostenitori di questo tipo di filtro di crossover.
Ma ora fate bene attenzione al prossimo post !!!
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F.C.
PER LA PRIMA SIMULAZIONE ELIMINEREMO DI NUOVO L'ELASTICITA' DELLE SOSPENSIONI (moltiplicandola per almeno mille) E L'EFFETTO DEL VOLUME POSTERIORE (moltiplicando anche questo).
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Come potete vedere, la risposta in frequenza delle due vie insieme è abbastanza lineare sull'incrocio , MA LA RISPOSTA IN FASE resta NONLINEARE... con buona pace delle fesserie che da decenni scrivono i sostenitori di questo tipo di filtro di crossover.
Ma ora fate bene attenzione al prossimo post !!!
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
INFINE ARRIVIAMO ALLA SIMULAZIONE IN CONDIZIONI REALI, vale a dire con il filtro del primo ordine e con i due coni con i reali valori di elasticità delle sospensioni e con i corretti volumi posteriori...
Oddio... ora è comparso un bel gradino nella risposta in gamma bassa, di quelli non facilmente equalizzabili...
E poi la risposta in fase NON E' ASSOLUTAMENTE LINEARE...!!!
Nel prossimo post faremo un ultimo tentativo, per provare a rimediare al disastro...
Segue
F.C.
- 6dB-Filter_+Compl.jpg (473.72 KiB) Visto 6816 volte
Oddio... ora è comparso un bel gradino nella risposta in gamma bassa, di quelli non facilmente equalizzabili...
E poi la risposta in fase NON E' ASSOLUTAMENTE LINEARE...!!!
Nel prossimo post faremo un ultimo tentativo, per provare a rimediare al disastro...
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
Per provare a rimediare al disastro si può ridurre il volume posteriore del Mid, dimezzandolo... con questi risultati...
NIENTE DA FARE... LA SITUAZIONE PEGGIORA ANCORA !!!
Ora qualcuno si chiederà il perché di questo tentativo. Presto detto: se operando in questa direzione il risultato peggiora, vuol dire che il possibile rimedio al gradino nella risposta in frequenza (e nella risposta in FASE !!!) va nella direzione opposta, che è quella di adottare un midrange con una frequenza di risonanza bassissima, operato in un volume posteriore enorme... Ma così passeremmo dalla padella alla brace, perché il Mid distorcerebbe molto di più per intermodulazione con le basse frequenze, fino a farci perdere tutto il possibile vantaggio di solito conseguibile con una via in più.
Ora prendiamoci una piccola pausa, prima di passare agli ALTRI e sempre terribili difetti dei filtri del primo ordine...!
Saluti
F.C.
- 6dB-Filter_+Reduc-Compl.jpg (473.32 KiB) Visto 6814 volte
NIENTE DA FARE... LA SITUAZIONE PEGGIORA ANCORA !!!
Ora qualcuno si chiederà il perché di questo tentativo. Presto detto: se operando in questa direzione il risultato peggiora, vuol dire che il possibile rimedio al gradino nella risposta in frequenza (e nella risposta in FASE !!!) va nella direzione opposta, che è quella di adottare un midrange con una frequenza di risonanza bassissima, operato in un volume posteriore enorme... Ma così passeremmo dalla padella alla brace, perché il Mid distorcerebbe molto di più per intermodulazione con le basse frequenze, fino a farci perdere tutto il possibile vantaggio di solito conseguibile con una via in più.
Ora prendiamoci una piccola pausa, prima di passare agli ALTRI e sempre terribili difetti dei filtri del primo ordine...!
Saluti
F.C.
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
Scusami, la mia ignoranza non ha limiti 
ma qual è il senso di far lavorare i due driver su una banda così estesa, cioè in sovrapposizione?
Mi sembra ovvio che l'impresa di mettere in fase i due driver diversi resta ardua se non accettando dei compromessi.
La scelta di un taglio di 1° ordine a bassa frequenza mi sembra un azzardo anche per una simulazione, semmai
in alta frequenza potrebbe avere un suo senso, anche se, sempre di compromessi si stratta.
ma qual è il senso di far lavorare i due driver su una banda così estesa, cioè in sovrapposizione?
Mi sembra ovvio che l'impresa di mettere in fase i due driver diversi resta ardua se non accettando dei compromessi.
La scelta di un taglio di 1° ordine a bassa frequenza mi sembra un azzardo anche per una simulazione, semmai
in alta frequenza potrebbe avere un suo senso, anche se, sempre di compromessi si stratta.
Pasquale Di Benedetto
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AudioGuest
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Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
E aggiungo, la risposta in fase ha un suo senso solo a cavallo del taglio, oltre ce ne possiamo anche
dimenticare.
dimenticare.
Pasquale Di Benedetto
Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
mi è capitato di usare un taglio a 6dB/oct. proprio a 300 Hz. Spegnere il finale dei bassi non faceva l'effetto di togliere una via, ma quello di mettere al minimo il bass di un controllo di tono, tanto blando è il taglio.
Però con queste lunghezze d'onda, avendo delle ragioni per farlo, si possono far convivere due altoparlanti, purchè scelti bene.
Incrociando un medio con un TW i pasticci da interferenza tra le due emissioni creano una risposta fuori asse pessima. Ok solo se l'ascolto è ravvicinato, comunque con pochissimo contributo dell'ambiente.
Possiedo un due vie di lusso il cui utilizzo conferma l'affermazione precedente, che potrebbe tranquillamente azzardata solo sulla base di considerazioni tecniche. Già che ci siamo: conferma anche che i due vie costosi vanno si meglio di quelli di prezzo normale, ma così poco meglio da avere un rapporto prezzo qualità sonora scarsissimo, e le prendono di santa ragione da un diffusore di pari costo ma con configurazione più adeguata.
Comunque nessun diffusore con filtro elettrico del primo ordine è lontanamente tale dal punto di vista acustico, se non nella pubblicità.
opinioni da semplice appassionato, in attesa che F.C. prosegue nel 3d.
Però con queste lunghezze d'onda, avendo delle ragioni per farlo, si possono far convivere due altoparlanti, purchè scelti bene.
Incrociando un medio con un TW i pasticci da interferenza tra le due emissioni creano una risposta fuori asse pessima. Ok solo se l'ascolto è ravvicinato, comunque con pochissimo contributo dell'ambiente.
Possiedo un due vie di lusso il cui utilizzo conferma l'affermazione precedente, che potrebbe tranquillamente azzardata solo sulla base di considerazioni tecniche. Già che ci siamo: conferma anche che i due vie costosi vanno si meglio di quelli di prezzo normale, ma così poco meglio da avere un rapporto prezzo qualità sonora scarsissimo, e le prendono di santa ragione da un diffusore di pari costo ma con configurazione più adeguata.
Comunque nessun diffusore con filtro elettrico del primo ordine è lontanamente tale dal punto di vista acustico, se non nella pubblicità.
opinioni da semplice appassionato, in attesa che F.C. prosegue nel 3d.
Re: La colossale presa per i fondelli dei filtri del I ordine
scusate la dimenticanza, anche se si capisce dal testo,
l'incrocio a 300 Hz era elettronico, in biamplificazione.
I diffusori a due vie che cito hanno un filtro passivo elettricamente del primo ordine.
l'incrocio a 300 Hz era elettronico, in biamplificazione.
I diffusori a due vie che cito hanno un filtro passivo elettricamente del primo ordine.