Fino all'inizio degli anni 70 praticamente tutti i costruttori del mondo disponevano gli altoparlanti sui pannelli dei loro diffusori acustici seguendo solo logiche di design (e non di funzionamento). La ESB, con una serie di considerazioni, arrivò a tre decisioni... che, più tardi, furono adottate anche dagli altri costruttori.

Fino all'inizio degli anni '70, praticamente tutti i produttori di altoparlanti nel mondo posizionavano i diffusori sui pannelli delle loro scatole seguendo una logica del design piuttosto che acustica. L'unica cosa che è stata fatta è stata quella di mettere i tweeter nella parte superiore, midrange e woofer nella parte inferiore, una questione di dimensioni. Una costante di design, piccola nella parte superiore e grande nella parte inferiore. Poi qualcuno ha deciso che era meglio mettere i diffusori in fase, allineando i centri acustici rendendoli equidistanti dalla posizione di ascolto, così gli altoparlanti sono stati sviluppati con i loro driver disposti su piani diversi, ma non necessariamente allineati verticalmente.

ESB dopo una considerevole ricerca sul campo acustico, ha raggiunto alcune conclusioni sulla riproduzione e sulla fedeltà del suono. Queste conclusioni dopo ulteriori studi sono state ora adattate da molti altri produttori. In breve, le conclusioni erano:

 

 1. L'equidistanza dei centri degli altoparlanti non è critica per il woofer e ha solo un effetto minimo all'accoppiamento di midrange e tweeter. Quindi non ha senso avere altoparlanti su piani diversi. 

2. I centri degli altoparlanti che riproducono le frequenze medio-alte devono essere allineati su una linea verticale.

3. La posizione degli altoparlanti che riproducono le frequenze medio-alte deve essere asimmetrica rispetto alla linea di centro del diffusore.

4. Gli altoparlanti delle freqenze medio-alte devono essere il più vicino possibile, in riferimento alla frequenza con la quale incrociano.

 

Nacque così quell ache diventerà famosa come UMA (UNITA’ MEDIO ALTA), che poi distinguerà la quasi totalità della produzione successiva. 

La ricerca e la Fase

(Articolo estratto dal catalogo ESB del 1975, pag. 16 e 17)

 

 

Negli ultimi tempi l’argomento più attuale e discusso nel campo delle casse acustiche è “la fase”. Costruttori di ogni parte del mondo oggi producono modelli di diffusori con gli altoparlanti disposti su piani diversi adducendo a motivo di tale scelta la necessità di allineamento dei centri acustici tale da permettere una perfetta risposta in fase. Allo scopo sono stati costruiti strumenti molto sofisticati capaci di rilevare sfasamenti di pochi gradi tra le emissioni dei vari altoparlanti.

 

Le opinioni contrastanti sulla sensibilità o meno da parte dell’orecchio umano a ritardi di tempo di qualche millisecondo, corrispondenti a sfasamenti di diverse centinaia di gradi, mettono in discussione l’intero problema. Ma consideriamo l’orecchio umano sensibile alla fase al pari di uno strumento. Supponiamo che la registrazione del segnale sia effettuata in maniera impeccabile (generalmente non lo è per la presenza di microfoni disposti in posizioni diverse). Supponiamo anche che il mixer, l’equalizzatore, il disco o il nastro, il giradischi, il registratore, l’amplificatore non introducano distorsioni di fase e che il segnale riprodotto dalla cassa acustica mantenga gli stessi rapporti di fase del segnale originale. All’ascoltatore resta la preoccupazione di porsi nella posizione prevista dal costruttore rispetto al pannello su cui sono disposti gli altoparlanti e non muoversi minimamente poiché ciò comporterebbe sfasamenti di gran lunga superiori a quelli introdotti dal sistema. E tutto ciò ha un senso solo qualora venga dimostrato che la maggiore qualità della riproduzione di una cassa acustica in fase sia apprezzabile ad orecchio nella normale utilizzazione con programma musicale. Negli ambienti più qualificati piuttosto che di sfasamenti si preferisce parlare di ritardi; le differenze dei tempi, cioè, impiegati sai segnali a raggiungere il punto di ascolto. Non variano i termini del problema, che viene visto da un’angolazione diversa. Più che altro prove pratiche in locale semiriverberante dimostrano, in questo caso, che l’orecchio non è in grado di percepire differenze qualitative nel segnale quando questi ritardi sono contenuti entro qualche decimo di millisecondo per le frequenze medio-alte e fino ad un millisecondo ed oltre per le frequenze più basse. Valutata in questi termini e facendo più considerazioni pratiche a livello d’ascolto che teoriche, la “fase” rimane un argomento la cui importanza, ancora tutta da dimostrare, non è quella che viene attribuita dalle pagine pubblicitarie.

 

A proposito gli ingegneri ESB si sono espressi in questo modo: è preferibile avere gli altoparlanti in fase ma non sono giustificate le soluzioni costruttive che incidono sensibilmente sui prezzi del prodotto. E’ invece molto più importante avere gli altoparlanti in fase alle frequenze di crossover non solo sull’asse della cassa acustica ma, possibilmente, su un fronte più ampio possibile. Alle frequenze di crossover funzionano contemporaneamente due altoparlanti. Se nel punto di ascolto i loro segnali arrivano in opposizione di fase interferiscono l’uno con l’altro creando un buco nella risposta in frequenza che (teoricamente corrisponde all’annullamento totale) può essere anche di 10dB ed oltre. Ciò è facilmente avvertibile poiché la larghezze di questo buco è generalmente pari a 2 o 3 terzi d’ottava. Affinchè i segnali mantengano un giusto rapporto di fase è necessario che le distanze degli altoparlanti (centri acustici) dal punto di ascolto differiscano il meno possibile. La massima differenza è preferibile non sia superiore ad un terzo della lunghezza d’onda; in questo caso il buco è di soli 3dB. Facciamo un esempio. Supponiamo di avere due altoparlanti le cui bande riprodotte si incrociamo attorno a 5000 Hz. La lunghezza d’onda di questa frequenza è pari a 6,8 cm. Avremo una risposta corretta in ampiezza nello spazio antistante gli altoparlanti solo quando la differenza delle distanze dei due centri acustici dal punto d’ascolto sarà inferiore a 2 cm. Chiaramente più vicini sono i centri acustici fra di loro e più distante è il punto d’ascolto, maggiore sarà il fronte su cui la risposta è lineare.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nel caso in cui gli altoparlanti (disposti su un asse verticale) distino fra loro 18 cm e l’ascolto venga effettuato a 3 mt di distanza la risposta è lineare in ogni punto dello spazio compreso fra +/-30 cm rispetto all’asse orizzontale (v. fig. sopra). In condizioni di normale utilizzazione ciò rende più critica la collocazione dei diffusori e l’ascolto corretto solo su uno stretto fronte di emissione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nel caso di considerare un incrocio tra woofer e midrange a 600 Hz, poiché un terzo della lunghezza d’onda è circa 20 cm, è facile verificare che qualora i centri acustici, anche non perfettamente allineati (+/- 5 cm), non distino fra loro più di 30 cm, oltre i due metri di distanza la risposta è lineare in tutto l’ambiente. Per ottimizzare la linearità della risposta in ambiente anche alla frequenza di incrocio fra midrange e woofer, nel diffusore 100 LD i progettisti della ESB hanno avvicinato il più possibile i centri acustici di questi altoparlanti. La distanza ridotta a 9 cm ha obbligato il montaggio dei due componenti su un’unica flangia. Il nuovo complesso chiamato 100 MTD (Midrange Tweeter Dome, poi divenuto UMA – Unità Medio Alti) consente una risposta lineare su un fronte alto 120 cm (v. fig. 2). Ciò ha reso meno critica la collocazione del diffusore.

Catalogo ESB del 1975

9 cm

Zona d'ascolto con risposta lineare

18 cm

Zona d'ascolto con risposta lineare

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