Gli altoparlanti a tromba

(Questo articolo fa parte di una pagina che tratta in generale l'argomento altoparlanti)

Vediamo ora un po' in dettaglio come è fatto e come funziona un altoparlante a tromba. Innanzitutto dividiamolo in due parti distinte che sono il cosiddetto motore (o driver) e la tromba vera e propria. Scopo del motore è quello di mettere in vibrazione una membrana elastica simile a quella delle cuffie ed azionata con lo stesso sistema (magnete permanente e bobine); scopo della tromba è quello di adattare l'impedenza acustica tra la membrana e l’aria circostante.

La lamina vibrante produce un suono debole ed acuto, in quanto sollecita l’aria in modo inefficiente. La tromba ha lo scopo di trasformare l’energia acustica ad alta pressione e bassa velocità in energia a bassa pressione ed alta velocità, più adatta a propagarsi in un mezzo leggero come l’aria, e a essere percepita dall’orecchio umano come una gradevole sensazione acustica. Questo piccolo miracolo era noto fin dai tempi antichi, e sfruttato per costruire vari tipi di strumenti musicali e sistemi per “amplificare” la voce umana (megafoni). Una tromba è caratterizzata da una “gola”, una “bocca”, una lunghezza e una “legge di variazione”. Si può dimostrare che le migliori trombe sono quelle che soddisfano ad una legge di variazione esponenziale:

dove A è l’area ad una data lunghezza l, A_g è l’area della gola e k è la cosiddetta “costante di apertura”.

Questo spiega il nome di “tromba esponenziale” dato ai dispositivi di questo genere. Per motivi legati alle dimensioni costruttive, una tromba esponenziale possiede una “soglia di interdizione” per le frequenze basse, ossia una frequenza limite al di sotto della quale è completamente inefficiente, motivo per cui la resa acustica di questi dispositivi è sempre carente per le frequenze basse ed il suono è metallico e stridente. Nonostante ciò, la tromba ha un rendimento globale elevatissimo, raggiungendo come ho detto punte del 50% tra potenza d’ingresso e potenza d’uscita, molto più alte di quelle ottenibili con i comuni altoparlanti in uso al giorno d’oggi. La figura di qua sopra mostra la forma teorica di una tromba esponenziale, diritta e lunga. Per addolcire l’estetica e diminuire l’ingombro si adottano forme ripiegate in vario modo, tra cui le più diffuse sono quella a “collo di cigno” e quella a “manica a vento”, ben note ai collezionisti di radio d’epoca, mentre le trombe moderne usate nei campi sportivi e nelle piazze sono ancora più compatte, ripiegate in modo da avere una parte del collo all'interno della stessa bocca.

La sequenza fotografica di qua sotto mostra le fasi di smontaggio del motore dell'altoparlante a tromba raffigurato in cima a questa pagina.

Il sistema magnete-membrana-tromba sviluppato negli anni '20 è rimasto pressoché invariato fino ai giorni nostri. La foto qua sotto mostra per esempio il motore di un altoparlante a tromba moderno.

Ciò che cambia rispetto a quello antico è solo l'impedenza dell'avvolgimento, che negli altoparlanti antichi era elevata (qualche migliaio di ohm) dal momento che dovevano essere pilotati con valvole, mentre nei dispositivi moderni è molto più bassa (qualche decina di ohm) dato che vengono azionati con amplificatori a transistor. Il resto è identico, ed anche il suono resta quello stridente e un po' gracchiante degli altoparlanti di un tempo.

Esaminando bene la teoria, però, esiste il modo di trasformare questi oggetti in altoparlanti ad alta fedeltà con ottime caratteristiche su tutto lo spettro musicale: si tratta semplicemente di ottimizzare il rapporto tra le varie dimensioni, lunghezza, gola e bocca. A dimostrazione di ciò, basti pensare che oggi l’uso degli altoparlanti a tromba sta tornando in voga tra gli appassionati dell’alta fedeltà, gli stessi che hanno rispolverato i vecchi triodi e gli amplificatori in classe “A” single ended. Il motivo di questo sforzo è da ricercare nell'alto rendimento dei vecchi tromboni, che rende possibile l'utilizzo di amplificatori di piccola potenza, addirittura inferiori ai 10W. Che stia per tornare il tempo degli altoparlanti a tromba?

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