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Sospensioni elastiche per driver acuti

 

Le vibrazioni autogenerate e percepite dall'ambiente che interagiscono con gli elementi della catena audio sono una delle principali fonti di degradazione del suono riprodotto. Uno degli elementi al quale va riposta maggiore cura è il diffusore acustico e le interazioni reciproche tra le sue varie parti, in quanto il woofer è la sorgente primaria delle vibrazioni generate in un ambiente hi-fi. Esso funge da elemento eccitante e mette in risonanza tutte le strutture capaci di vibrare, compreso l'ambiente. Queste strutture presentano la loro massima ampiezza di oscillazione alla propria frequenza di risonanza.

Ho fatto diversi esperimenti sul modo di propagarsi delle vibrazioni nei diffusori acustici ed ho trovato che una delle più grandi forme di deterioramento del segnale riprodotto è dovuto alle vibrazioni che dal woofer e relativo mobile giungono all'altoparlante deputato a riprodurre la gamma medio alta. Essendo l'entità di queste vibrazioni dello stesso ordine di grandezza, in fatto di ampiezza di spostamento, a quello della membrana del medio o del tweeter, si capisce che la perturbazione che esso subisce sia elevatissima. Se avessimo l'opportunità di ascoltare un driver per frequenze acute che opera in completo regime di disaccoppiamento dal mobile sottostante, ci renderemo conto di quanto questo problema sia sottovalutato.

Io questi esperimenti li ho fatti, con tanto di accelerometri montati sulla struttura e sono giunto alla mia soluzione risolutrice del problema: mai ne faccio a meno in progetti ambiziosi e che mirino ai massimi risultati.

Facciamo una breve disquisizione sul modello matematico che descrive l'interazione di due corpi, uno dei quali è la fonte di vibrazioni, l'altro è quello che vogliamo isolare: l'analisi vibrazionale può essere compresa studiando il modello massa-molla-smorzatore.


 

 

 

Senza scendere in inutili disquisizioni tecniche, possiamo asserire che il sistema si comporta come un filtro passa alto del secondo ordine, con frequenza di transizione pari alla frequenza di risonanza del sistema. La risonanza è tanto più bassa tanto maggiore è la massa m e tanto più la costante di rigidezza K della molla è bassa ( o il che è uguale, la molla abbia una alta cedevolezza). C è il "damper" o smorzatore, esso può essere un componente dedicato, che introduce perdite, oppure può essere costituito dai soli attriti interni del sistema. Tanto più è presente smorzamento, tanto più la campana alla risonanza sarà smorzata.

 

 

 

 

Se si pone la frequenza di risonanza F0 sufficientemente bassa, nei dintorni di qualche Hertz, ( massa M sufficientemente pesante e sospensioni molto cedevoli) otteniamo che tutte le vibrazioni con frequenza superiore ad F0 non riescono a giungere alla via superiore sospesa: questa viene perciò virtualmente isolata dalla struttura sottostante ed il driver della via acuta può compiere il suo lavoro nel migliore dei modi, senza alcuna perturbazione esterna.

Nelle immagini potete vedere uno dei modi nel quale ho implementato questo principio fisico: il sistema driver + tromba è inserito in una struttura costituita da montanti di mogano tenuti assieme da barre filettate inox. Da questa struttura partono molle ad estensione finemente calibrate nella posizione, lunghezza e cedevolezza, per far si che si crei un moto oscillatorio perfettamente perpendicolare al piano del pavimento. Questo è abbastanza difficile da ottenere e si rende necessario un lungo lavoro di messa a punto , ma ciò è fondamentale al fine del raggiungimento di un perfetto funzionamento della sospensione. Tutta la tiranteria e i cordini sono in acciaio inox.

Una buona verifica del funzionamento del sistema lo si ottiene poggiando la mano sul driver mentre il woofer sta riproducendo brani ad alto contenuto energetico: se il lavoro è stato eseguito bene si resta abbastanza stupiti nel constatare la totale assenza di vibrazioni presenti sul tweeter.

Le sensazioni relative all'ascolto, dopo aver inserito il sistema di disaccoppiamento, sono un oggettivo e consistente incremento della micro dinamica del registro medio ed alto, unito ad una sensazione di maggiore estensione in frequenza, ridotta distorsione. In generale, tutti i micro particolari risultano molto più intellegibili.

 

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