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Audioplay<br />
di Renato Giussani<br />
Raccolta di articoli originali stampabili gratuitamente<br />
N.4 - 1 novembre 2007<br />
(Aggiornamento del 4 dicembre 2007)<br />
<strong>GR</strong> <strong>SD4</strong>/<strong>11W</strong><br />
A metà gennaio 2007, mentre stavamo ancora ragionando sulla possibilità di progettare per<br />
voi dei diffusori da libreria che potessero rinverdire il successo degli ESB 7/09, qui ad<br />
Audioplay si è presentata l’occasione di riascoltare una coppia di minicasse grondanti gloria,<br />
che personalmente avevo già avuto la ventura di misurare ed ascoltare moltissimi anni fa.<br />
Trattatasi delle Rogers LS3/5a in versione Spendor da 15 ohm. Di proprietà di un nostro<br />
amico.<br />
Solo pochi giorni prima, nell’ambito di una ricerca mirata sull’argomento “casse che durante<br />
l’ascolto sembrano essere dotate di una presenza estremamente ridotta”, ovvero che sono<br />
capaci di ricreare una scena acustica svincolata dalle loro dimensioni fisiche, avevo raccolto<br />
molte idee e tratto diverse conclusioni sulle particolarità offerte dall’ascolto dei migliori<br />
minidiffusori.<br />
Tutte le considerazioni cui mi riferisco sono state poi raccolte in questo articolo:<br />
N.5 - La magia degli elettrostatici e dei minidiffusori<br />
MAGIA<br />
(http://www.renatogiussani.it/varie/Audioplay/Articoli/Magia.pdf)<br />
(PDF 288.673 Byte - Online da gennaio 2007)<br />
Perché certe volte la sensazione di "presenza fisica" delle casse è piacevolmente<br />
ridotta<br />
Ad esempio: se sono buone planari elettrostatiche/isodinamiche, omnidirezionali, a dipolo,<br />
direct/reflecting, molto piccole free-standing... O "Delta 4 style".<br />
Personalmente sono molto convinto sia della validità pratica delle considerazioni contenute in<br />
quell’articolo (validate da numerosissime risultanze sperimentali), che in quelle esposte in<br />
quest’altro:<br />
N.6 - The reconstruction of the Virtual Acoustic Scene<br />
Vertical Dimension and Natural Perspective System<br />
(http://www.renatogiussani.it/varie/Audioplay/Articoli/Relazione.pdf)<br />
Che potete leggere in italiano a questi link:<br />
(PDF 965.908 Byte - English Paper)<br />
DSR & NPS - Italiano (http://www.renatogiussani.it/Il_DSR.htm)<br />
La dimensione verticale - Italiano (http://www.renatogiussani.it/Verticale.htm)<br />
e che riguardano la possibilità di espandere, con modalità rispettose delle condizioni di un<br />
ascolto naturale, la dimensione verticale della stessa scena acustica.
D’altronde, che il sistema proposto funzioni è ormai dimostrato dai giudizi di migliaia di<br />
persone che hanno potuto ascoltare a lungo sia le Delta 4 nelle sue varie versioni, sia i Vertical<br />
della serie 7 ESB, sia le mie NPS-1000.<br />
<strong>GR</strong> Delta 4 R3<br />
ESB 7/06
<strong>GR</strong> NPS-1000<br />
Le prime considerazioni e le prime prove<br />
A dicembre 2006 avevamo condotto a termine il progetto delle <strong>GR</strong> Delta Tre R6. Avendo<br />
ottenuto ottime prestazioni sia alle basse frequenze che in gamma medio-bassa con un woofer<br />
Ciare di normale produzione (l’HW251), montandolo in un volume di 42 litri accordato reflex<br />
QB3 a 32 Hz, ci è sembrato logico adottare un sistema di carico simile anche per il nostro<br />
Woofer che sarebbe stato chiamato ad ampliare le capacità dinamiche e di ricostruzione<br />
spaziale dei minidiffusori che gli fossero stati abbinati. Le prime prove furono condotte quindi<br />
proprio con i due “muletti” reflex con i quali avevamo lavorato durante la messa a punto delle<br />
<strong>GR</strong> Delta Tre R6.
L’autotrasformatore<br />
Apparve subito evidente quello che avevamo peraltro già considerato. E cioè che la sensibilità<br />
del nostro Woofer era quasi 10 dB più alta delle Rogers, ma molto più alta anche delle Sonus<br />
Faber Electa Amator II usate anch’esse per le prove, nonché delle Aedon Audio NPS-1 e delle<br />
piccole Chario mod.1.<br />
L’unica soluzione “passiva” utilizzabile per attenuare un woofer è quella di predisporre un<br />
adeguato autotrasformatore.<br />
Scelta che venne effettuata a suo tempo anche dalla Acoustic Research per le sue rinomate AR<br />
10 PI Greco e dalla ESB per le sue 7/05, nonché da numerosi altri produttori.<br />
Noi decidemmo di farci realizzare due autotrasformatori dotati di numerose prese intermedie,<br />
distanziate fra loro a passi di 1,5 dB. Regolazione già sperimentata a lungo durante la<br />
progettazione e la vita commerciale delle ESB 7/05.<br />
Eccone alcuni dati tecnici ed una foto:<br />
I lamierini, noi li abbiamo scelti molto sottili ed a grani orientati per uso Hi-Fi.
A questo punto sembrava mancare solo la fase di scelta del filtro più adatto ad effettuare la<br />
desiderata partizione del segnale fra Woofer e minidiffusore, alla già scelta frequenza d’incrocio<br />
di circa 500 Hz (prossima a quella utilizzata nelle <strong>GR</strong> Delta 4 R5 e leggermente inferiore a<br />
quella del woofer delle 7/06).<br />
Il Filtro<br />
Ed ecco che ci siamo messi perciò a provare e definire il miglior filtro possibile per il compito<br />
desiderato, che tenesse in conto anche la presenza dell’autotrasformatore. Il risultato riportato<br />
nello schema seguente ha dimostrato di poter funzionare senza ulteriori aggiustamenti con<br />
molti diffusori diversi, Rogers comprese:<br />
La resistenza in C.C. di 0,7 ohm dell’induttore da 5,0 mH che filtra il woofer va rispettata entro<br />
il + 20%. I valori capacitivi e induttivi dei componenti devono essere rispettati entro il +5%.<br />
Durante le verifiche sul funzionamento del woofer nei mobili a colonna mostrati nelle foto<br />
precedenti, abbiamo potuto appurare alcuni problemi inerenti la nascita di risonanze nel<br />
mobile, il cui effetto appariva esaltato dalla presenza del lungo condotto. Ulteriori verifiche<br />
effettuate con i mobili trapezoidali delle Delta Tre (che sono totalmente privi), ma anche con le<br />
stesse colonne reflex accordate con tubi e metodi diversi (che ottengono comportamenti tutti<br />
differenti), abbiamo potuto appurare la validità della scelta di adatti radiatori passivi in luogo<br />
dei condotti.<br />
Avendo comunque deciso, insieme ai più attivi utenti del nostro Blog, di utilizzare una struttura<br />
a colonna con il woofer davanti e due passivi su un fianco (speculari per i due canali), abbiamo<br />
quindi definito i dimensionamenti delle due colonne.<br />
Uno dei “paletti” che avevamo posto era la massima facilità realizzativa, per cui il volume<br />
doveva essere parallelepipedo.<br />
Il volume netto che avevamo deciso era di 44 litri (due in più rispetto alle <strong>GR</strong> Delta Tre R6).
Un altro dei paletti importanti (visti i problemi evidenziati dai “muletti” parallelepipedi delle<br />
Delta Tre”) era che la dimensione maggiore dovesse essere in un rapporto 2,3 rispetto ad una<br />
delle dimensioni minori e 3,2 rispetto all'altra. Questo per avere una distribuzione spettrale<br />
favorevole per le sempre possibili stazionarie interne (vedi anche qui:<br />
http://www.renatogiussani.it/installazione.htm dove si legge "...<br />
Le giuste proporzioni di un ambiente per poter ottenere il migliore risultato acustico<br />
dovrebbero essere quelle tali che, dividendo le misure dei due lati maggiori per il più piccolo (di<br />
solito l'altezza), si ottengano i valori di 2,3 e 1,6; accettabile è anche il rapporto 2,3-3,2 e<br />
1,15-1,6.<br />
...".)<br />
Altre condizioni erano che l'altezza fosse tale da poter appoggiare i minidiffusori sui box<br />
interponendo adatti e non esagerati spessori, in modo da avere il woofer-midrange a 110 cm<br />
da terra, e che i pannelli frontale e laterali potessero ospitare gli altoparlanti previsti (il woofer<br />
davanti e i due passivi su un lato).<br />
Da tenere presente anche che, la attuale “moda” di avere il pannello anteriore del mobile di<br />
larghezza minore rispetto a quella dei pannelli laterali, nel nostro caso non ha ragione di<br />
essere seguita, visto che il woofer funziona solo fino a 500 Hz e quindi, eventuali<br />
considerazioni riguardanti la nascita e la udibilità di fenomeni di diffrazione, non possono<br />
riguardare questo mobile, essendo di fatto demandate alla banda di frequenze emessa dal<br />
minidiffusore abbinato.<br />
Dunque, alla fine abbiamo deciso per queste dimensioni interne:<br />
70H x 30L x 22P<br />
che forniscono questi rapporti:<br />
70:30=2,33<br />
70:22=3,18<br />
e un volume interno lordo:<br />
7x2,2x3=46,2 litri.<br />
Supponendo che fra woofer HW251, due piccoli passivi e il filtro il volume netto finale possa<br />
risultare all'incirca dei 44 litri richiesti, pare che i conti tornino e, utilizzando truciolare da<br />
18mm, arriviamo a queste dimensioni esterne:<br />
73,6H x 33,6L x 25,6P<br />
Avendo deciso di aggiungere anche una base alta 18mm, l'altezza esterna complessiva diventa<br />
quindi 75,4 cm.<br />
A tutto ciò si aggiunga che i radiatori passivi offrono un ingombro ed una semplicità costruttiva<br />
molto accattivanti oltre al fatto che nel catalogo Ciare è presente un modello da 20 cm<br />
nominali che appariva perfettamente adatto al nostro scopo, ed ecco spiegati i perché di una<br />
scelta che a posteriori si è dimostrata alquanto felice:
La scelta di montare due passivi per cassa deriva dal desiderio di limitare il meno possibile<br />
l’ottima capacità dinamica dell’HW251.<br />
Dato che in un sistema accordato facente uso di un radiatore passivo, questo deve “muoversi”<br />
molto più del woofer, a maggior ragione se di diametro inferiore, per elevare i limiti di<br />
pressione acustica irradiabile a parità di escursione si deve aumentare la superficie emittente<br />
del passivo stesso. Cosa realizzabile in pratica adottandone più d’uno.<br />
Durante il progetto si dovrà poi tener conto che il volume di lavoro di ciascun passivo risulterà<br />
essere pari al volume totale diviso il numero di passivi adottati.<br />
Nel nostro caso, per avvicinarci il più possibile alla frequenza di accordo decisa a tavolino,<br />
ovvero FB = 32 Hz, considerando che ciascuno dei due passivi lavora in circa 22 litri netti,<br />
abbiamo dovuto appesantirli entrambi con tutti gli 8 pesetti da 10 grammi forniti a corredo.
Questa la risposta in frequenza del Woofer <strong>GR</strong> <strong>SD4</strong>/<strong>11W</strong> calcolata con il programma BASS-PC,<br />
con l’autotrasformatore al massimo, a confronto con quella di una <strong>GR</strong> Delta Tre R6:<br />
Graf. 1 - La curva leggermente più estesa è quella del <strong>GR</strong> <strong>SD4</strong>/<strong>11W</strong>.<br />
Ed ecco le misure rilevate all’inizio della storia con i primi muletti e le Rogers:<br />
Graf. 2 - In questo caso il Woofer è attenuato di 9 dB (sei scatti)<br />
La curva rossa è quella rilevata nell’ambiente mostrato nelle foto all’inizio dell’articolo (circa 16 m 2 ) dalle<br />
Rogers da sole, mentre quella blu è con le casse abbinate al woofer.<br />
In questa misura i woofer e i mobili non erano ancora quelli definitivi, ma il filtro utilizzato era già quello<br />
riportato nello schema pubblicato più sopra.<br />
Ed ecco le misure effettuate sui KIT CIARE H03.9 in un ambiente di 35 mq “senza<br />
attenuazione del woofer” (ovvero senza autotrasformatore):
Graf. 3 - La curva rossa è quella relativa al woofer filtrato passa-basso. La curva verde è il Kit Ciare<br />
H03.9 filtrato passa-alto. La curva blu è quella del sistema completo, con woofer e kit entrambi in<br />
funzione ed emissione del woofer non attenuata. Sistema a 50 cm dalla parete posteriore.<br />
Graf.4 - La curva blu rappresenta la risposta in frequenza del sistema completo del grafico 3.<br />
La verde invece quella di una <strong>GR</strong> Delta4 R3.<br />
Graf. 5 –La curva mostra la risposta in frequenza, con scala verticale di 100 dB, dello stesso sistema del<br />
grafico 3.
La costruzione del mobile<br />
Non c’è niente da dire, come vedete… Tranne forse che per l’assemblaggio ho impiegato, in buona<br />
quantità, sia colla vinilica che ottimi chiodi d’acciaio da 2x30mm.
Il disegno<br />
Svelato che i pannelli sono di normalissimo truciolare, e che i mobili sono stati pensati per<br />
avere i passivi montati specularmente per i due canali, questo disegno potrebbe già bastare<br />
per decidere la base di lavoro per la costruzione dei mobili del nostro Woofer aggiuntivo.<br />
Quanto all’assorbente acustico, all’interno si dovranno disporre sei pannelli di lana di vetro da<br />
20 Kg/m 3 e 4 cm di spessore a rivestire le pareti interne solo nelle zone libere dagli<br />
altoparlanti.<br />
L'estetica ognuno potrà deciderla come preferisce, come pure il tipo di supporti più adatti per<br />
ospitare i minidiffusori in modo tale che i loro mid-woofer vengano a trovarsi a circa 110 cm da<br />
terra...<br />
Ed eccoci quindi pronti a poter usufruire della stessa timbrica che abbiamo scelto quando<br />
abbiamo acquistato i nostri amati minidiffusori, ma con una estensione verso l’estremo basso<br />
della banda audio ed una capacità dinamica complessiva enormemente accresciute…!<br />
Da notare, che per il migliore abbinamento alle Rogers LS3/5a, se lontane circa 1 m dalla<br />
parete posteriore (in un ambiente di 105 m 3 ), abbiamo dovuto attenuare il woofer di 7,5 dB (5<br />
scatti), mentre con le Aedon Audio NPS-1 e le Sonus Faber Electa Amator II la attenuazione<br />
necessaria è risultata essere di due soli scatti (-3dB)… E con l’efficientissimo Kit Ciare H03.9<br />
abbiamo potuto addirittura fare a meno di qualsiasi attenuazione, escludendo di fatto<br />
l’autotrasformatore.<br />
Inoltre, nel caso delle LS3/5a da 15 ohm, il condensatore che nella versione<br />
standard del filtro del Woofer (adatto per la maggior parte delle casse da 8 ohm) è<br />
da 47 μF, deve essere ridotto a 33 μF.
Ulteriori misure<br />
Quella che segue è una misura di risposta in frequenza effettuata con il sistema sotto esame<br />
installato in una posizione solo leggermente diversa rispetto a quella del Graf.3.<br />
Graf. 6 - La curva blu è quella relativa al woofer filtrato passa-basso.<br />
La curva verde è il Kit Ciare H03.9 filtrato passa-alto. La curva rossa è quella del sistema completo, con<br />
woofer e kit entrambi in funzione ed emissione del woofer attenuata, su indicazione di Lino Esposto,<br />
di 1,5 dB. Il sistema è a circa 50 cm dalla parete posteriore.Il microfono a circa 3 metri.<br />
Ed ecco l’impedenza del sistema completo:<br />
Graf.7 –Misura effettuata sul sistema del Graf.6. La curva rossa rappresenta l’andamento<br />
in funzione della frequenza del modulo dell’impedenza: mediamente intorno ai 10 ohm dai 100<br />
Hz in su. Al di sotto di questa frequenza si evidenzia invece la normale impedenza dei sistemi<br />
accordati, con il minimo fra i due picchi in corrispondenza della Fb a 34 Hz. La curva nera<br />
rappresenta l’argomento (ovvero le rotazioni di fase del carico visto dall’amplificatore).
Impedenza con le Rogers da 15 ohm :<br />
Graf.8 – Notate la scala verticale, che in questo caso va da 0 a 100 ohm (invece dei “canonici”<br />
50). Il woofer è attenuato di ben 7,5 dB e quindi il modulo dell’impedenza su tutta la gamma<br />
ad esso affidata sale moltissimo. Dire che diventa un carico “molto facile” è eufemistico…