I nostri altoparlanti e la fisica: tra uso e abuso di talune soluzioni

Una delle applicazioni del risuonatore di Helmholtz consiste nel subwoofer, talvolta presente anche in impianti HiFi. La risonanza di Helmholtz di una cassa di legno di dimensioni adeguate può infatti facilitare l'irraggiamento di un altoparlante alle basse frequenze. Al di sotto di circa 80 Hz l'efficienza di irraggiamento degli altoparlanti classici diminuisce drasticamente, e, senza l'aiuto della risonanza, sarebbe impossibile emettere onde sonore con alti livelli di intensità.
Esistono tuttavia anche dei "trucchi" basati sull'illusione acustica della fondamentale mancante per aumentare l'efficienza apparente di un altoparlante alle basse frequenze.
Da quanto sopra si deduce chiaramente che il taglio ideale per un subwoofer bass-reflex è 80 Hz: ciò estenderebbe la risposta in basso senza gonfiare le medio-basse e/o sporcare la gamma media. Ragion per cui le nuovissime Indiana Line Musa 505 (con midwoofer in volume chiuso e altro deputato alle ultrabasse in cabinet accordato) hanno da subito suscitato la mia curiosità e interesse.
Inoltre (seconda considerazione: vedi "trucchi"), impiegando il principio del bass-reflex nei minidiffusori spesso si dà l'illusione di una maggiore estensione proprio gonfiando le mediobasse.
Pertanto la miglior soluzione è far lavorare in sospensione pneumatica i trasduttori atti a riprodurre le frequenze dagli 80 Hz in su e, al di sotto di tale frequenza (nei sistemi in cui lo spazio lo consente), impiegare un trasduttore idoneo in volume accordato. Cosa impossibile da realizzare in dimensioni compatte, che tuttavia riguardano diffusori nati per i piccoli ambienti, dove le ultrabasse sono fortemente sconsigliate...
Ora devo scappare. l'argomento meriterebbe molto più spazio, ma vedrò di ampliarlo quanto prima, anche avvalendomi del sempre prezioso contributo di ognuno di voi.

Caro Roberto, innanzitutto grazie per le preziosissime informazioni. D'altro canto, io stesso, dopo aver abbozzato l'argomento, ho auspicato vostri contributi per arricchirlo: altro che pensare che ce l'hai con me, scherziamo?
Tale argomento mi era stato suggerito a suo tempo da Lucio Cadeddu come base teorica della filosofia del bass-reflex: da parte mia non c'è nessuna lotta contro questa soluzione (il mio apprezzamento per molte Indiana Line e per le Cocaine ne è l'esempio), ma solo la volontà di sottolinearne anche i limiti. Dico anche poichè in questi ultimi anni è diventata la panacea di tutti i mali, tanto da essere utilizzata dal 99% dei produttori sul 99% dei diffusori nuovi in commercio.
Il limite non si evince direttamente da tale teoria (di cui ho citato l'applicazione nei subwoofer), ma è facilmente comprensibile: la fuoriuscita di aria nella siffatta maniera (che, a livello concettuale, è molto simile al principio di funzionamento del bass-reflex: a detta dello stesso Lucio "lì avrei tovato tutto") aiuta a riprodurre le frequenze sotto agli 80 Hz, altrimenti impossibili da restituire con buona efficienza. Tuttavia un taglio a frequenza più alta (come avviene nei tradizionali diffusori) estende sì la frequenza al di sotto di tale limite, ma l'emissione del condotto altera (in minima parte nei buoni sistemi) la risposta in frequenza sul resto della gamma. In proposito qualunque grafico della curva di risposta mostra chiaramente un più o meno piccolo rigonfiamento alle medio-basse e/o un'alterazione della gamma media, la quale è più percepibile nelle varie prove d'ascolto, dove il timbro dei vari strumenti (clarinetto in particolare) viene spesso (non dico sempre ma spesso) alterato. Lo stesso dicasi per le voci, a meno che il trasduttore per le frequenze medie e/o mediobasse lavori in un suo volume chiuso dedicato, soluzione che consente di beneficiare dei vantaggi del reflex per le ultrabasse e della sospensione pneumatica dalle medio-basse in su.
Da notare comunque che, a livello teorico, il taglio ideale in un siffatto sistema lo si ha a 80 Hz, dove si sommerebbero tutti i vantaggi della cassa chiusa (in termini di precisione, definizione, trasparenza e smorzamento) e quelli dei sistemi accordati (estensione ed efficienza alle ultrabasse).
Chiaramente questo a livello teorico, mentre a quello pratico intervengono fattori spesso non prevedibili al momento della progettazione, primo tra questi l'ambiente.
Proprio sull'ambiente ritengo opportuno qualche spunto di riflessione: in ambienti relativamente piccoli le frequenze particolarmente basse non sono udibili e un sistema che riproduce ultrabasse con buona efficienza può persino risultare fastidioso (soprattutto se di rimbalzo enfatizza, come detto sopra, le mediobasse, innescando quel classico effetto boom). In proposito la mia memoria va alle prime consulenze nel settore da me effettuate oltre vent'anni fa. Solitamente agli amici (spesso più grandi di me) suggerivo le piccole Indiana Line ( di cui qui trovi una versione simile per autocostruzione: http://www.coralelectronic.it/upload/recensioni/IT_it/EL_10.pdf ) che, collegate al classico coordinato hi-fi dell'epoca, finivano per stupire i padri, spesso abituati a ben altri impianti. Ebbene, il merito della qualità era dei diffusori, ma quello della "completezza" dell'ambiente (la cameretta appunto) che, con le sue dimensioni contenute, risultava sonorizzato in modo pienamente adeguato, con tutte le frequenze in esso percepibili. Proprio per questo la sensazione era quella di una risposta molto ma molto estesa anche alle ultrabasse.
Il nostro orecchio, quale organo di senso, funziona anche e sopratutto sulle "illusioni". Non a caso, da Massimo Ambrosini (fan delle Grundig Box 300 nei piccoli ambienti) a Lucio Cadeddu, tutti sembrano concordare sui "miracoli" del piccolo diffusore nei piccoli ambienti.
Ora il sottoscritto ha una sala molto grande, "riempita" da una coppia di casse di litraggio adeguato: le migliori Boston ascoltate? No, affatto: forse uno dei migliori tre vie, ma le migliori per coesione ed equilibrio timbrico erano le HD-5 ( http://www.audioreview.com/mfr/boston-acoustics/bookshelf-speakers/boston-acoustics-hd5-bookshelf-speaker/PRD_409304_4290crx.aspx ), uscite poco dopo l'acquisto delle T-930 per la sala: le HD-5 nella mia cameretta dell'epoca (m 5 x 2,5 x 3,23 di altezza) avrebbero prodotto un risultato sonoro più fedele e credibile.
So di aver divagato, ma il punto è proprio l'assenza di una correlazione diretta tra teoria e punto applicativo, ma anche e soprattutto tra perfezione tecnica e risultato in ambiente. Proprio quest'ultimo aspetto mi fa tornare alla mente un recente esperimento condotto da alcuni amici (tecnici molto preparati e progettisti esperti), che poco tempo fa hanno costruito un sistema "da manuale", in grado di riprodurre con perfetta linearità frequenze dai 16 Hz ai 20 KHz. Risultato? Tutto incredibilmente perfetto con gli strumenti di misura, tranne che con uno: l'orecchio, il più importante di tutti! Tale sistema sarebbe stato forse ottimo sul palco di una sala da concerti, ma non in ambiente domestico, nemmeno se molto grande. Infatti il risultato era di gran lunga migliore escludendo il subwoofer e facendo lavorare i "satelliti" (dagli 80 Hz ai 20 Khz a curva piatta). Per il nostro orecchio questo è già un basso molto profondo, a patto che sia lineare (80 Hz a 0 dB). Poi, senza filtraggio passabasso, 80 Hz a 0 dB spesso consentono i 60 a -3, i 40 ancora percepibili e, se ambiente, cabinet e woofer lo consentono, si riescono a sentire anche i 30 Hz (il più delle volte "con la pancia"). Ovviamente litraggio del cabinet e diametro dei woofer debbono essere commisurati alla metratura dell'ambiente da sonorizzare, ovviamente parlando di sistemi in cassa chiusa.
Sempre gradite aggiunte, integrazioni, altre esperienze e nuovi spunti di riflessione. Grazie per aver letto sin qui!

PS: molto interessanti i diffusori Duevel da te indicati...