La Tecnica - Le Radio di Sophie - Technics
Altoparlanti
(Ovvero: quello che avreste voluto sapere sui diffusori acustici e non avete mai osato chiedere...)
1 - Un po' di storia
Senza andare troppo indietro nel tempo, possiamo senz'altro affermare che l'altoparlante inizia il suo vero sviluppo con l'avvento della radiodiffusione, ossia nei primi anni '20. Prima di allora esisteva solo la radiotelefonia, ossia la trasmissione "privata" tra coppie di stazioni ricetrasmittenti: navi, agenzie di stampa, enti governativi. Per quegli scopi la cuffia era il trasduttore ideale, sensibile, leggera, economica. La cuffia servì anche, per un lungo tempo, per l'ascolto di trasmissioni radio vere e proprie, dal momento che spesso si usavano ricevitori a galena o con poche valvole, non adatti a pilotare un altoparlante. Comunque, possiamo fissare la data di nascita per l'altoparlante proprio nel 1920.
Non che prima non ci fossero dei diffusori acustici, anzi grazie allo sviluppo dei grammofoni e fonografi a manovella, la tecnica degli altoparlanti a tromba aveva già raggiunto in quegli anni la piena maturità. Fu proprio dall'incrocio tra le cuffie usate in telefonia e in radiotelegrafia e le trombe dei grammofoni che nacque e si sviluppò il primo tipo di diffusore per le radio: l'altoparlante a tromba. Questo tipo di altoparlante, come vedremo più avanti, ha delle caratteristiche molto interessanti, tanto che è rimasto in servizio in pratica dalla sua prima realizzazione fino ad oggi, seppure per applicazioni speciali. Il suoi punti di forza sono la resa acustica, che sfiora in certi casi anche il 30% contro il 2% massimo degli altoparlanti "moderni", e la direttività, ossia la possibilità di indirizzare il suono secondo un certo angolo, evitando inutili dispersioni. Per queste caratteristiche gli altoparlanti a tromba si usano ancora oggi nei grossi diffusori per ampi spazi all'aperto, quando non è richiesta una grande fedeltà musicale.
Il dominio
incontrastato dei diffusori a tromba durò per quasi tutto il decennio
1920-1930, ma venne seriamente minato dall'avvento di un nuovo,
rivoluzionario sistema: quello degli altoparlanti
a spillo.
Dal
punto di vista tecnico la differenza tra gli uni e gli altri consiste
essenzialmente in questo: negli altoparlanti a tromba in suono viene
emesso direttamente da una lamina che vibra sotto l'effetto di un campo
magnetico, mentre nel secondo caso il suono viene emesso da un cono di
carta o di tessuto rigido fatto vibrare da una piccola ancoretta
soggetta ad un campo magnetico. Il collegamento meccanico tra l'ancora
vibrante ed il cono è effettuato tramite un sottile perno (spillo), da
cui il nome generico dato a questo tipo di altoparlanti. Vedremo più
avanti come sotto questa denominazione rientrino diverse tipologie di
meccanismi e di soluzioni tecniche ed estetiche, dai sofisticati (e
costosi) "piatti di barbiere" Philips ad armatura quadrupolare
bilanciata, fino alla semplicissima scatoletta acustica ad armatura
semplice che corredava gli apparecchi radio economici dei primi anni
'30.
Ma
proprio alla svolta del decennio '20-'30, quando sembrava ormai che
l'altoparlante a spillo fosse destinato a godersi una lunga vita ricca
di trionfi, ecco l'ultima rivoluzione: l'altoparlante a bobina mobile.
Detto anche "altoparlante dinamico" o familiarmente
"dinamico", l'altoparlante a bobina mobile è il risultato del
semplice rovesciamento del meccanismo usato fino ad allora: è la stessa
bobina soggetta alla corrente musicale ad oscillare all'interno di un
campo magnetico fisso, e trasmette le sue oscillazioni ad un cono di
carta simile a quello degli altoparlanti a spillo. L'altoparlante a
bobina mobile soppianterà in breve tutti gli altri tipi, tanto che già
nel 1933 sarà difficile trovare in commercio altoparlanti a spillo o a
tromba per uso radiofonico. Da allora ad oggi è solo una storia di
affinamento della tecnica, delle sospensioni elastiche, della qualità
dei magneti, di spianamento della banda passante, di
aumento della potenza, di specializzazione dei vari tipi. Ancora oggi
gran parte della musica che ascoltiamo viene riprodotta da un
altoparlante o da un insieme di altoparlanti a bobina mobile. E' vero
che nel corso degli anni sono poi stati realizzati tipi completamente
diversi di trasduttori, per esempio quelli elettrostatici, ma l'uso di
questi dispositivi non è mai andato oltre l'ambiente rarefatto degli
audiofili, ed il costo non è mai sceso a livello di produzione di
massa.
2- Caratteristiche degli altoparlanti
Comunque sia costruito, un altoparlante dovrebbe rispondere ad una serie di requisiti teorici, che per vari motivi non vengono rispettati quasi mai contemporaneamente. Per questo motivo nei sistemi di diffusione acustica di una certa qualità non si utilizzano altoparlanti singoli, ma insiemi di altoparlanti (woofer per i bassi, midrange per le frequenze intermedie, tweeter per le frequenza più elevate) montati in apposite strutture, dette casse acustiche, le quali concorrono mediante una serie di accorgimenti alla resa complessiva del sistema audio.
Le caratteristiche che denotano la qualità di un altoparlante sono le seguenti:
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Risposta in frequenza - Il responso ideale dovrebbe essere "piatto" su tutta la gamma delle frequenze udibili, ed anche un po' oltre. In realtà spesso ci si accontenta di molto meno, ossia di una curva che varia di non più di 4db da circa 40 Hz fino a 5kHz.
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Dispersione - L'angolo di diffusione uniforme di fronte all'altoparlante è chiamato "angolo di copertura". Quest'angolo coincide con i punti al di là dei quali il livello di potenza scende di oltre 6db rispetto alla potenza lungo l'asse frontale. In genere questo angolo è ampio da 60° a 90°. Tutta la potenza che cade al di là di questo angolo è considerata "dispersa", ed è causa di inconvenienti specie nel caso di sistemi complessi a molte casse.
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Efficienza (sensibilità) - E' definita come la pressione sonora prodotta da un altoparlante alla distanza di un metro quando viene pilotato con un watt di rumore "rosa". Varia tipicamente tra 80 e 95 db SPL (Sound Pressure Level).
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Massima potenza sopportata - Definisce la capacità di un altoparlante di riprodurre forti livelli di suono senza introdurre distorsioni e senza subire danneggiamenti. Spesso questa caratteristica è in conflitto con la precedente, cioè altoparlanti molto "potenti" spesso sono poco sensibili.
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Risposta ai transitori - Definisce la capacità di un altoparlante di rispondere a rapide sollecitazioni, tipiche dei suoni improvvisi (colpi di batteria etc.)
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Impedenza - Ogni altoparlante ha una sua propria curva di impedenza dipendente dalla frequenza. Quella che viene indicata come "impedenza" è il valore a 1000Hz, e non coincide con la resistenza ohmica della bobina. Gli altoparlanti moderni hanno tutti impedenza piuttosto bassa (qualche ohm), mentre quelli antichi (pre anni '30) avevano un'impedenza molto elevata (qualche migliaio di ohm).
Segui i link qua sotto per una trattazione più approfondita su ciascun tipo di altoparlante:
Altoparlanti magnetici a tromba
Altoparlanti magnetici a spillo
Altoparlanti a bobina mobile (dinamici)
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