SL1000 in ambiente con quattro rinforzi

Questo articolo vuole evidenziare come far fronte ad un caso limite, in parte affrontato con l’applicazione del metodo di installazione diffusori e in parte…vedremo come. Il caso limite è rappresentato dalla Grundig SL1000. Questo eccellente diffusore a fronte dell’emissione di due woofer da 10 (dieci) cm, presenta una risonanza in cassa a 95Hz con un Qt di 0,65. Ciò significa avere (approssimando per comodità di calcolo) i -3dB a 96Hz in camera anecoica.
Da tale frequenza la risposta all’estremo basso scende con una pendenza di 12dB/oct, trattandosi di un diffusore in sospensione pneumatica, per cui avremo i 24Hz a -24 -3 = -27dB in camera anecoica.
Osservate ora le risposte in frequenza delle SL1000 tracciate in ambiente (mansarda) con quattro rinforzi applicati a fronte di due posizioni del microfono a pochi cm l’una dall’altra

Come potete osservare il microfono è stato spostato di pochi cm in avanti a fronte di una distanza dai diffusori di circa 5m e le differenze sono rilevanti sulla risposta in frequenza non solo in  gamma media e mediobassa ma anche sul basso pur a fronte di tali lievi spostamenti, ciò evidenzia quanto critico sia il posizionamento del punto di ascolto nei confronti delle risonanze modali presenti. Ciò che però vorrei fare notare è il livello a cui si trovano i 25Hz…incredibile vero? Qualcuno potrebbe pensare ad esaltazioni fatte con i toni o a forti rumori ambientali presenti in fase di tracciamento della risposta…i due filmati a seguito smentiscono entrambi queste possibilità:
filmato1
filmato2

Le box 850a che vedete sotto alle SL 1000 sono solo utilizzate come stand al fine di avvicinare ulteriormente i diffusori al soffitto (che rappresenta uno dei rinforzi in gamma bassa). Come reali rinforzi in gamma bassa avremo le tre pareti in prossimità dei diffusori, più la parete in prossimità del punto di ascolto, più l’ulteriore rinforzo (sempre presente in qualunque installazione) dovuto alla distanza del punto di ascolto dal divano/pavimento di cui, a causa della presenza del divano, è sempre difficile stabilirne l’esatta influenza.
Avendo la necessità di estendere il più possibile la risposta in frequenza, può venire utile innalzare (come punto di inizio esaltazione) quello che è il rinforzo presente normalmente in quasi tutti i sistemi stereofonici (ad eccezione di quelli che hanno diffusori posti tra loro a distanze superiori ai 3,4m): essendo in gamma bassa registrato generalmente un segnale molto simile tra i due canali, l’emissione di un diffusore risulta (solo a tali frequenze) come se fosse l’immagine dell’altro, ovvero il comportamento è simile a quello che si avrebbe se vi fosse una parete posta tra i due diffusori con l’effetto di dimezzamento del proprio angolo solido di emissione. Ciò comporta un aumento di efficienza di 3 dB. Riducendo la distanza tra i due diffusori, questo rinforzo inizia a frequenze più alte: nell’esempio raffigurato con i diffusori a 116cm tra loro, avremo un punto a λ/10=58cm da cui una frequenza f=c/λ= 59Hz.
Le pareti laterali sono mantenute in questa installazione a distanza maggiore di 1,7m al fine di avere il massimo beneficio in termine di immagine e definizione.

Disponendo in modo graduale le distanze dalle cinque pareti e quella virtuale tra i due diffusori, avremo un totale di sei rinforzi utili pari ad un recupero di circa18dB…eppure dalla risposta tracciata vediamo un recupero di ben 27dB (all’incirca) a 24Hz.
Da dove escono i rimanenti 9 dB che mancano all’appello?
Dalle risonanze modali dell’ambiente!
Il lavoro di Allison (che potete scaricare qui ) su cui si basa il mio metodo è infatti un interessante e completo lavoro sperimentale che però tiene conto di un ambiente NON chiuso ma evidenzia il comportamento a fronte di tre pareti ove si considera il comportamento della sola prima riflessione al fine, giustamente, di poter analizzare in modo razionale il comportamento dovuto alla graduale diminuzione dell’angolo solido di emissione all’aumentare del numero delle pareti vicine alla sorgente. Quando lo spazio su cui la sorgente irradia viene ridotto, l’impedenza di radiazione aumenta e anche la potenza aumenta perché viene “spalmata” su meno spazio ottenendo un SPL di 3dB superiore per ogni dimezzamento dell’angolo solido di emissione. Questo è del resto quanto abbiamo già visto nel metodo per cui per molti non rappresenta una novità.
In caso di ambiente chiuso, ove le pareti sono sei, la potenza irradiata non trova una via d’uscita ma viene più volte riflessa fintanto che non perde energia (determinando un tempo di riverbero T60 caratteristico di ciascuna stanza). Si creano delle risonanze caratteristiche in funzione dei rapporti dimensionali dell’ambiente per cui, nel punto ove porremo il microfono, verremo a misurare la risultante della sommatoria delle onde di pressione che si troveranno in quel punto e quindi potremo avere sorprese positive o negative (a distanza anche di pochi cm) in funzione del posizionamento del microfono o del come sposteremo in ambiente mobili dalle dimensioni importanti che possono avere un effetto di rilievo su tali risonanze. Nel nostro caso specifico, vedete come una modale a 30Hz faccia la parte del leone al fine del recupero di efficienza nel punto di ascolto (ovvero circa dove è stato posto il microfono). Siamo proprio sicuri che le modali siano sempre un male da combattere o, in casi come questo, non possano anche rivelarsi utili?

Recuperare ben 27dB lavorando sull’installazione è sicuramente un caso limite molto estremo…senza il quale però non sarebbe stato possibile fare esprimere compiutamente quella che, a parere dello scrivente, rappresenta probabilmente l’espressione elettroacustica massima che sia stata concepita da un essere umano. La SL1000 appunto.

A titolo informativo e non allo scopo di replicarle in altro ambiente (in quanto ogni ambiente ha la sua storia e le sue modali) riporto le distanze applicate in questa installazione in mansarda, quelle in prossimità del diffusore sono rilevate dal centro del tweeter : 35cm dalla parete di fondo, 46cm dal soffitto, 88cm dal pavimento, 58cm metà della distanza tra i diffusori, 75cm distanza tra punto di ascolto e parete alle proprie spalle.
Ne seguono rispettivamente rinforzi a partire da: 98Hz, 74Hz, 39Hz, 59Hz, 49Hz.
L’approccio più corretto è quello di iniziare col calcolo seguendo il metodo per poi adattare le distanze ottenute in funzione delle modali ambientali e della distanza tra i due diffusori. Ovvio che la parte relativa alla messa a punto all’ascolto sia sempre fondamentale ma partire da una base razionale è sicuramente di grande aiuto.
Applicando il metodo nel caso specifico ed inserendo i dati di risonanza e Qt del diffusore nel foglio di calcolo
avremo X= 22cm, Z=33cm, Y=50. Tralasceremo la distanza X per evitare l’effetto Møller dando priorità alla massima regolarità per cui per il calcolo della terza distanza sarà sufficiente traslare le distanze Z e Y ponendo: X=33cm e Z=50cm da cui calcolare la distanza Y =Z2/ X = 75cm.
Identica procedura per trovare la quarta distanza ovvero basta porre:
X’=50cm e Z’=75cm da cui la quarta distanza Y’=Z’2/ X’ = 112cm
Ciò significa che per ottenere l’estensione massima con quattro rinforzi mantenendo una buona regolarità (ovvero disponendo i rinforzi non più vicini di 1/2 di ottava tra loro) le quattro distanze per questo diffusore sarebbero: 33cm, 50cm, 75cm, 112cm.
Almeno tre di queste distanze come vedete sono ampiamente rispettate (33>35,  50>46,  75>75 ) mentre la distanza reale di 88cm è vincolata dall’altezza della cassa sollevata e non è conveniente aumentarla, altrimenti ci si ritrova con il tweeter troppo alto. Inoltre fa comodo (al prezzo di una leggera minore regolarità) fare partire a frequenze più alte il rinforzo che altrimenti con una distanza di 112cm sarebbe stato dai 30Hz e quindi minimamente udibile. La distanza tra i diffusori (insieme alla possibilità di spostamento verso un lato della stanza dei medesimi) è una sorta di distanza “jolly” che permette (larghezza della stanza permettendo) un ottimo “fine tuning” nei confronti del comportamento delle modali ambientali.
Mi auguro che questo lavoro possa esservi utile.