Nessie II: un impianto per sostituirli tutti

[F.Calabrese]

In un thread-prequel ho accennato ai possibili sviluppi in materia di elettroniche: https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... f=5&t=9979

Ora passiamo ai diffusori, partendo da una premessa che potrebbe sembrare banale, ma non lo è affatto.

Immaginate che un impianto piccolo e non costoso possa eguagliare o superare qualsiasi altro impianto HiFi ed Hi-End esistente, non solo sulla base di semplici e logiche caratteristiche tecniche, ma anche e soprattutto per la capacità di suonare con una naturalezza estrema.

Ecco... questo thread spiegherà le ragioni tecniche per cui questo è possibile, tenendo sempre un occhio agli ascolti come conferma di ciascuna delle diverse osservazioni tecniche. Gli ascolti infatti confermeranno, come hanno già anticipato quelli sinora eseguiti.

Ma attenzione: quello che vedete qui sotto NON E' UN IMPIANTO SEMPLICE, nel senso che può operare in molti modi diversi e -quindi- con risultati diversi.

Nel corso del thread vedremo che non sempre le "soluzioni migliorative" saranno accompagnate da una migliore performance all'ascolto: e questa è una novità assoluta per i lettori non solo di questo Forum, ma anche dei "siti tecnici", come quello di AudioScience Review. Ma tutto trova sempre una spiegazione logica, come potrete leggere.

Siete pronti...???

NES2-796_RD1.jpg (292.5 KiB) Visto 8176 volte

La discussione inizia con il prossimo post.
F.C.

[F.Calabrese]

Partiamo osservando l'immagine di un super-impianto di costo estremo... osservate con attenzione le due vie superiori.

Aida 8set24.png (691.41 KiB) Visto 8174 volte

Già... proprio quel che vedete: le due vie superiori sono affidate a due trasduttorini per nulla differenti rispetto a quelli utilizzati nei modelli più economici della stessa azienda, che magari costano un centesimo o ancora meno, rispetto a quelli che vediamo in foto. E questa non è affatto una premessa piacevole, soprattutto se guardiamo alla cosa in termini di rispetto nei confronti del cliente che spende molto, anzi moltissimo, per soluzioni tecniche magari economiche e poco performanti. Ma scendiamo in dettaglio.

Una regola fondamentale nella progettazione dei diffusori è che i centri di emissione di altoparlanti che emettono una stessa frequenza non dovrebbero distare di più di mezza lunghezza d'onda (al massimo UNA lunghezza d'onda). Ed alla frequenza di incrocio i due trasduttori che emettono del due vie adiacenti emettono entrambi, a livelli identici. La violazione di questa regola fondamentale comporta la formazione di lobi di irradiazione spuria, che negli ambienti raggiungono le pareti riflettenti e da queste ritornano all'ascoltatore: e non è raro che l'energia di questi lobi faccia sì che la riflessione abbia un livello più elevato rispetto all'emissione diretta. Le conseguenze le potete facilmente immaginare, specialmente a carico dell'immagine stereo, che si dilata e diviene confusa.

Nelle specifiche di questi super-diffusori troviamo che la frequenza di crossover è di 3000 Hz, cui corrisponde una lunghezza d'onda di 11,5 cm., vale a dire poco meno della distanza tra la cupola del tweeter e quella del mid-alto. Siamo appena oltre il limite consigliato, quindi con conseguenze relativamente contenute. Tra i diffusori Hi-End ve ne sono di assai peggiori, in proposito: pensate solo a quelli che hanno trombe di grande diametro, per cui tra quella dei medio-alti e quella del tweeter ci può essere anche mezzo metro e passa di distanza. E non è un caso che questi ultimi diffusori siano pessimi in materia di immagine stereo.

Ora però osservate di nuovo la foto del nostro impiantino (nel primo post): vedrete che il tweeter impiega una piccola tromba, che gli consente tranquillamente una frequenza di taglio la cui lunghezza d'onda rispetti agevolmente la "regola fondamentale" della buona pratica. Ma il vantaggio non è solo questo.

Ne parliamo nel prossimo post.
F.C.

[F.Calabrese]

Nelle specifiche del super-impianto si parla di un tweeter a cupola da 28 mm. E noi, per fare qualche confronto e qualche simulazione sceglieremo il tweeter da 28mm più famoso e popolare tra i costruttori di Hi-End: l'ESOTAR T-330d, di cui qui sotto potete leggere le caratteristiche.

Esotar T330 parameters.png (321.18 KiB) Visto 8172 volte

Fateci caso: la scelta di una cupola relativamente grande (come la stessa bobina mobile) produce una maggiore efficienza ed una maggiore potenza retta (ma dimenticatevi i 130 Watt delle specifiche...! ), ma comporta anche una crescente direttività alle più alte frequenze emesse (vedi grafico della risposta fuori asse, qui sotto, pubblicato dalla casa costruttrice).

Esotar T330 risp+dispersion.png (462.81 KiB) Visto 8172 volte

Di per sè questo non sarebbe un gran problema, perché nei normali ambienti le pareti riflettenti (tranne quella posteriore all'ascoltatore) si trovano sempre ad angoli piuttosto elevati, per cui vi incide relativamente poco. Il problema vero è che la direttività varia molto al variare della frequenza, come accade esattamente per TUTTI i trasduttori a radiazione diretta, coni o cupole che siano. Notate che il tweeter a 60 gradi è direttivo già alla frequenza di taglio (!!!).

Sulla cupole va spiegato -una volta per tutte- che la loro dispersione è assolutamente identica a quella di un conino di pari dimensioni, in quanto la membrana vibra come un tutt'uno -in sù ed in giù- e non "pulsa" cambiando il suo diametro, come molte pubblicità fuorvianti tentano di far credere agli appassionati.

Nel prossimo post scenderemo ancor più in dettagli tecnici, confrontando le prestazioni di questo tweeter-esempio con quelle di un driver + tromba.

Ne vedrete delle belle...

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Partiamo da una simulazione, con i parametri del data-sheet dell'Esotar T-330, vale a dire uno tra i migliori tweeter a cupola, in assoluto...
Notare che il rendimento sale di poco al di sopra di 90 dB/1W/1m. e cala già prima dei 20 KHz. La dispersione è ancora ampia a 20 KHz, ma presenta due bei lobi di irradiazione spuri, rivolti lateralmente.

Esotar asse+disp.png (43.36 KiB) Visto 8181 volte

Nel caso del driver + tromba il rendimento è enormemente superiore... (tra 105 e 110 dB/1W/1m in asse) e la dispersione è di pochissimo inferiore (se lo è in realtà, perché in fondo stiamo parlando di simulazioni). State pur tranquilli che le conseguenze all'ascolto della diversa dispersione a 20 KHz sono minime, tanto più che il driver+tromba è avvantaggiato dall'assenza di lobi di irradiazione spuria.

WG90 asse+disp.png (41.79 KiB) Visto 8180 volte

Nel prossimo post vedrete il risultato di un altro confronto: quello in materia di escursioni.

Pe rora vi ricordo che -in termini di efficienza- il driver+tromba è superiore di 15 dB rispetto al tweeter a cupola, vale a dire "appena" 32 (trentadue...) volte... (!!!)

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Ora fate bene attenzione ai due grafici che seguono: il primo, qui immediatamente sotto, è quello dell'escursione del nostro tweeter a cupola da 28 mm (Esotar T330 o simile...) ad un livello di emissione di 110 dB ad un metro, pr raggiungere i quali occorrono ben 130 Watt, vale a dire una potenza che è ragionevole pensare che mandi a fuoco la piccola bobina da 28mm di diametro per 3 mm di altezza...

Esotar exc a 130W 110 dB.png (24.71 KiB) Visto 8178 volte

Ben diversa la situazione nel caso del driver + tromba, che a 110 dB/1m ci arriva con MENO di un Watt e mezzo, vale a dire con una potenza che è un centinaio di volte inferiore rispetto a quella dichiarata dalla (serissima) azienda che costruisce il driver, che -per la cronaca- ha anche una bobina da 44 mm., grande come quella di un bel woofer.
Fate attenzione alla freccia in alto al centro, che vi indica che la scala verticale VA DIVISA PER DIECI...

WG90 exc a 1W4-110 dB.png (24.65 KiB) Visto 8178 volte

Appunto... L'escursione necessaria al driver+tromba è DIECI VOLTE INFERIORE, a parità di livello sonoro emesso... e con l'escursione calano in proporzione tutte le distorsioni legate alla nonlinearità del campo magnetico e delle sospensioni.
Inutile sottolineare che i migliori driver+tromba (di seconda generazione, come in questo caso) suonano in modo assai simile a quello degli elettrostatici, con i quali condividono la trasparenza e la naturalezza di emissione, dovuti ai bassissimi livelli di distorsione.

Ho scritto "tromba di seconda generazione" perché quella che vedete nella prima immagine di questo thread è una tra le rarissime trombe di generazione avanzata attualmente disponibili in campo HiFi ed Hi-End. Non dimenticatelo.


Saluti
F.C.

[F.Calabrese]

Per i diffidenti che non dovessero credere ai 15 (quindici) dB di differenza di efficienza tra l'Esotar T330 ed un normalissimo driver + tromba, ecco a voi il risultato della sovrapposizione di due curve EFFETTIVAMENTE MISURATE.
Quella in basso è appunto la risposta dell'Esotar T330, ma potrebbe essere la risposta di qualsiasi buon tweeter a cupola dello stesso diametro. La risposta in alto è quella di un driver B&C da 1" su una piccola tromba di seconda generazione.

Esotar_DE500_.png (8.67 KiB) Visto 7918 volte

Osservate con attenzione la risposta dell'Esotar, che presenta un gran buco sui 4500 Hz. Queste è provocato dalla diffrazione ai bordi del pannello e lo si ritrova tutte le volte in cui tweeters a cupola vengono impiegati in diffusori dal pannello frontale stretto e poco arrotondato. Attenzione al fatto che, con un pannello più largo il buco si sposta più in basso, in frequenza, ma rimane comunque all'interno della banda riprodotta...
La simulazione con il software EDGE conferma che il problema deriva dal pannello frontale.

Esotar_.jpg (426.04 KiB) Visto 7918 volte

Notate invece che il driver + tromba è relativamente immune dal fenomeno, anche se presenta delle piccole oscillazioni sulla risposta, assolutamente innocue all'ascolto.

Saluti
F.C.

[lucaesse]

ciao Fabrizio, molto interessante il confronto TW a tromba VS cupola.

Purtroppo non è una cosa che l'appassionato possa fare nei negozi o nelle fiere, visto il dominio pratico delle cupole. Inoltre a volte la supremazia tecnica delle trombe fatica a concretizzarsi in risultati sonori superiori.

qui un tw a tromba non sfigura ma non batte una cupola. Almeno sulla carta dei test, che trovo parecchio criticabili:

(Link spostato)


altro problema serio è che molte trombe (molte relativamente alle poche che si vedono in giro) sembrano usate o anche concepite con ben poca cognizione di causa.


Rimango dell'idea che la scarsa diffusione delle trombe, anche dove non pongono problemi di dimensioni, sia un fatto prevalentemente di capacità progettuale. Eventualmente di costo; ma ovviamente ciò potrebbe valere solo per diffusori economici. Che ne pensi?

Luca

[lucaesse]

grazie Fabrizio, immaginavo ma non sapevo con certezza.

E' un vero peccato che le trombe siano misconosciute e maltrattate a livello progettuale. "Buon per te, che le conosci sul serio" verrebbe da pensare.

Non credo, per far valere un vantaggio serve che questo sia adeguatamente apprezzato. Invece la maggior parte degli audiofili sono convinti che una cupola sia il top assoluto e diffidano delle trombe. Un po' per poca cultura, un po' perché c'è chi glielo fa credere per il proprio interesse, e un po' perché c'è chi glielo fa credere contro il proprio interesse... proponendo oggetti dalle prestazioni scadenti.

Pensare che la riproduzione è nata grazie alle trombe! Niente trombe niente grammofoni; nel cinema non sarebbe stato possibile aggiungere l'audio. Però chi ascolta ancora con quella roba lì esagera!

Prima che eccellere nella nicchia del mercato dei diffusori a tromba servirebbe coltivare la nicchia, anche falciando un po' di erbacce che la soffocano.


Luca

[F.Calabrese]

E' arrivato ora il momento di esaminare la configurazione della gamma bassa di Nessie-2, non prima di aver fatto una premessa di fondamentale importanza.

La premessa è che voi appassionati siete abituati a vedere impianti configurati con i soliti due diffusori -uno a destra ed uno a sinistra- con al centro il solito "tempietto" di ampli e cavi pitonati... Ebbene... questa configurazione è SBAGLIATA, oltre che assolutamente ridicola.
Lo spazio occupato dal solito ampli-bidone potrebbe infatti essere più intelligentemente occupato da uno o due piccoli subwoofers, configurati a dipolo o avvicinati al punto di ascolto (magari mascherati da tavolinetti, con un bel piano di marmo o di vetro spesso al di sopra).

Quanto ai due diffusori, uno a destra ed uno a sinistra, è da mezzo secolo esatto che conosciamo i motivi scientifici e tecnici per cui questa collocazione è LA PEGGIORE POSSIBILE, in quanto la risposta energetica dei diffusori in gamma bassa viene letteralmente massacrata dalle riflessioni che arrivano in controfase dalle pareti più vicine.

Quindi è assolutamente demenziale spendere 20-50-150 mila Euro per una coppia di diffusori strafighi, quando la loro risposta in gamma bassa finirà inevitabilmente per sembrare la gobba di un cammello visto di profilo...
Ed ancor più demenziale è il pensare che le riflessioni dalle altre pareti possano supplire a questo scempio. Pensateci: il suono viaggia in aria a 344 metri al secondo, per cui per raggiungere la parete posteriore di un salone lungo sei metri (con i diffusori ad un metro dalla parete alle loro spalle e l'ascoltatore più o meno a centro stanza) ci mette una quindicina di millisecondi, per poi rimbalzare e raggiungere l'ascoltatore, dopo altri dieci millisecondi. Ora pensate al classico transiente (p.es. un colpo di timpano) e pensate che prima di 25 millisecondi vi mancherà più o meno un'ottava in gamma bassa... Beh... come vi aspettate che suoni...??? Naturalmente i fabbricanti di diffusori non hanno mai avuto interesse che si parlasse di questo "problema delle tre pareti", per cui hanno anche foraggiato le riviste affinché stendessero un velo pietoso sull'argomento. E le riviste hanno mantenuto l'impegno, a danno del 90 per cento degli appassionati.

Quando sentite un vostro amico lamentarsi del fatto che i suoi diffusori hanno cambiato totalmente suono passando da un ambiente e l'altro, ragionateci per un secondo: se nel primo ambiente andavano bene, allora non vanno più bene nel secondo... o viceversa... o -più verosimilmente- non vanno al meglio i nessuno dei due ambienti...(!!!)

Qualche "esperto" vi suggerirà di trattare con materiali fonoassorbenti la parete alle spalle dei diffusori, dimenticando che il problema si presenta a frequenze basse, tipicamente sotto 80-100 Hz. Ma per assorbire queste frequenze occorrono strati di assorbente spessi anche un metro, o comunque assorbitori specifici, a banda stretta, calibrati alla perfezione. Ora ditemi quanti impianti al mondo avete visto con un trattamento acustico del genere... e soprattutto ditemi di quanti di questi impianti sono state pubblicate le MISURE che attestino l'efficacia del trattamento adottato. NESSUNO...!!!

QUINDI LE SOLUZIONI SONO ALTRE... e -guarda caso- sono proprio quelle che noi andremo ad adottare con questo impianto, Nessie-2.

Rifletteteci: se l'idea a monte del progetto di questo impianto è quella di sostituire -in meglio- la massima parte degli impianti esistenti... beh... non possiamo certo pensare di ricadere nella solita soluzione sbagliata, che è anche causa del fatto che alle mostre nessun impianto suona davvero bene...

Proseguiamo nel prossimo post.
Segue
F.C.

WallDip completa.jpg (60.71 KiB) Visto 7587 volte

[F.Calabrese]

Ora tornate per un attimo a guardare l'immagine del prototipo del nuovo impianto (Nessie-2), nel primo post di questa discussione: noterete che i due diffusori hanno un woofer da 10"/25cm. in grado di per sé di emettere una buona gamma bassa. Al centro, a terra, si vedono due piccoli Sub, che impiegano un woofer di pari diametro, caricato in doppia cavità risonante. Il fatto che i Sub siano appoggiati in terra e che siano a doppia cavità li rende assai più efficienti rispetto ai satelliti, consentendoci di collegarli in vari modi. Un terzo Sub potrà essere aggiunto, amplificandolo a parte e collocandolo in angolo, come una specie di "ciliegina sulla torta".

Vediamo subito quali sono le diverse collocazioni possibili per i due piccoli Sub (45 x 45 x 33 cm.). La prima è quella di collocarli a dipolo, vale a dire uno in avanti e l'altro dietro, in controfase tra di loro: in questo modo si ottiene la cancellazione delle riflessioni provenienti dal soffitto e dalle pareti laterali, che a queste frequenze non sono in realtà un gran problema; si perde però efficienza, per via della fase inversa.

La soluzione ancora migliore, che noi adotteremo per Nessie-2, sarà quella di avanzare al massimo la collocazione dei due piccoli Sub, arrivando a poco meno di due metri dall'ascoltatore: in questo modo sfrutteremo al meglio l'incredibile efficienza e potenza di queste piccole "armi da guerra", ma soprattutto otterremo un rapporto favorevolissimo tra l'arrivo diretto di energia dal diffusore e l'energia del campo riverberato, ovvero della somma di tutte le riflessioni ambientali.

Come avrete notato già in occasione dei primi post, dedicati alla scelta del driver + tromba per la gamma alta, qui abbiamo l'abitudine di mostrare il RISULTATI DI MISURE e non le solite chiacchiere a vuoto che ormai imperversano su depliant, siti Web e -purtroppo- anche su certe riviste...

Ecco dunque, qui sotto, lo spettrogramma del decadimento con UNO o DUE piccoli Sub, misurato in un salone da 250 metri cubi con un tempo di Riverbero di circa un secondo, in gamma bassa. In queste condizioni qualsiasi normale diffusore mostrerebbe un decadimento orribile, con forti risonanze.
ED INVECE NO... sia il singolo sub (grafico in alto) che la coppia insieme (grafico in basso), mostrano un decadimento fulmineo E SOPRATTUTTO OMOGENEO a tutte le frequenze (solo a 54 Hz si intravede un pizzico di risonanza, che risolveremo con il terzo Sub).

1 Sub tavolino spetgm.png (639.49 KiB) Visto 7584 volte

2 Sub tavolino spetgm.png (550.15 KiB) Visto 7584 volte

Risultati come questi si potrebbero ottenere sono in ambienti pesantemente e costosamente trattati, come p.es. le Regie di Studio (i cui trattamenti acustici arrivano a costare decine di migliaia di Euro di sola progettazione).


Segue
F.C.