Parametri altoparlanti

Thiele e Small - parametri altoparlanti.

A cosa servono i parametri altoparlanti, altrimenti chiamati parametri di Thiele&Small, dai nomi degli sperimentatori che li divulgarono? Immaginiamo di voler valutare un auto, non per la marca e modello ma per le caratteristiche tecniche del motore. Similmente, la valutazione di un altoparlante può avvenire leggendo i parametri.

Quando i ricercatori Thiele e Small divulgarono i loro studi sui trasduttori, credo che i più esultarono credendo che, da quel momento in poi la strada verso l'alta fedeltà sarebbe stata sgombrata da ogni ostacolo. In effetti, almeno in parte, questo si è verificato: come faremmo senza i parametri di T&S a simulare il comportamento di un woofer montato nella sua cassa? Dovremmo costruire un prototipo e poi modificarlo sulla base delle nostre sensazioni d'ascolto. Non che in passato l'esperienza non sia stata fatta e con notevoli successi, ma erano le nostre sensazioni d'ascolto che ci fornivano le risposte e ci suggerivano le modifiche da fare, sia alla cassa sia al crossover passivo. I modelli matematici, le cui basi furono gettate da T&S, partendo dal comportamento di un altoparlante in aria libera e da una serie di misure effettuate sul driver stesso, ci consentono di prevedere il comportamento del sistema altoparlante-cassa. Il metodo appena descritto, seppur non scevro da elementi imponderabili, evita ai progettisti di commettere errori macroscopici e ciò è tanto più vero, quanto più si opera in gamma bassa: risulta chiaro a tutti che, un tweeter non sarà condizionato dal volume di alcuna cassa acustica (con le dovute eccezioni).

I Parametri caratteristici di un altoparlante

• FS - Frequenza di risonanza di un altoparlante in aria libera. Alla Fs le oscillazioni del cono sono massime ed in concomitanza del fenomeno si manifesta la massima Impedenza. Ne scaturisce che l'altoparlante raggiunge la massima sensibilità, quindi efficienza, proprio alla Fs. Note: i tweeter hanno Fs compresa fra 1000 e 2000 hz; i medi hanno un range che può variare da 100 hz fino a 1000 hz, rispettivamente per i medi a cono e cupola; i woofer hanno una fs solitamente compresa fra 40 e 80 hz; i subwoofer possono arrivare anche sotto i 30 hz fino a 60 hz. Ovviamente ci stiamo riferendo ad altoparlanti per impianti car audio, in ambito domestico e professionale i valori possono essere sensibilmente diversi. Uso: in linea di massima la Fs indica la minima frequenza riproducibile dal driver ma ciò non significa che necessariamente dovremo spingere l'altoparlante a riprodurre suoni di frequenza pari alla Fs del driver, anzi è vero il contrario. Ad esempio, nel realizzare un filtro passivo o nell'impostare il taglio tramite un filtro attivo sulla via del tweeter, si bada ad operare una frequenza di taglio lontana dalla Fs. Non esiste una regola precisa perchè la scelta dipende da vari fattori: a- la potenza applicata (maggiore sarà la potenza applicata a maggiore dovrebbe essere la distanza fra la frequenza di taglio e la FS) b - la pendenza del filtro (aumentando la pendenza del filtro, quindi operando un taglio più netto, sarà possibile avvicinare maggiormente la frequenza di taglio alla Fs).
• VAS - Volume Acoustic Suspension in italiano Volume acustico equivalente. E' quel volume d'aria avente la stessa cedevolezza meccanica delle sospensioni in aria libera. Si misura in litri (un litro è uguale a un decimetro cubo). E' un valore indicativo molto importante ma non è vincolante nel senso che la cassa acustica che ospiterà il nostro altoparlante potrà avere un volume diverso. Note: il VAS indica la rigidità delle sospensioni. Se consideriamo, infatti, che l'aria è elastica possiamo stabilire che altoparlanti con VAS elevato hanno delle sospensioni più cedevoli e altoparlanti con VAS basso hanno sospensioni meno cedevoli. La considerazione è chiaramente riferita alla circostanza che un maggiore volume d'aria è più facilmente comprimibile. Uso: precisato che i vari parametri di un altoparlante non sono fra loro indipendenti ma contribuiscono a determinare il comportamento globale, è possibile scegliere altoparlanti con VAS piccoli per casse piccole e altoparlanti con VAS alti per casse grandi. Ad esempio nessuno vieta di montare un subwoofer con un VAS di 200 litri in una cassa chiusa da 15 litri ma la resa in gamma bassa sarebbe molto poco estesa e il cono "rimbalzerebbe", come spinto da una molla, a causa del ridotto volume d'aria che le sospensioni non sarebbero in grado di contrastare. Viceversa, se montiamo un altoparlante con un VAS basso in una cassa di grande volume la sua risposta sarebbe ben estesa verso le basse frequenze ma avrebbe una scarsa capacità di rispondere per tempo ai transitori con conseguente scarso dettaglio, anche la gamma bassa ne sofrirebbe poichè lo spostamento del cono risentirebbe dello scarso "effetto molla" esercitato dall'aria contenuta nella cassa. Il suono risulterebbe povero e incompleto.
• QES - fattore di merito elettrico di un altoparlante alla frequenza di risonanza, considera le parti elettriche e ne misura le perdite per dispersione. E' un dato adimensionale, cioé privo di unità di misura, rappresentato da un numero puro
• QMS - fattore di merito meccanico di un altoparlante alla frequenza di risonanza, considera le parti meccaniche e ne misura le perdite per attrito. E' un dato adimensionale, cioé privo di unità di misura, rappresentato da un numero puro
• QTS - Fattore di Merito Totale di un altoparlante alla frequenza di risonanza, considera sia le parti elettriche sia le parti meccaniche. Si ottiene moltiplicando fra loro il QMS ed il QES e dividendo il risultato per la loro somma (reciproco per somma). E' un dato adimensionale, cioé privo di unità di misura, rappresentato da un numero puro. Qts rappresenta l'andamento della risposta, misurato in aria libera, di un altoparlante. Fattori superiori a 0.5 denotano un andamento della risposta poco smorzante mentre fattori inferiori indicano andamenti della risposta sovrasmorzanti. IL QTS é dato dalle caratteristiche meccaniche ed elettriche da cui, in definitiva, dipende il comportamento di un altoparlante.
• RE - unità di misura Ohm - Resistenza elettrica della bobina di altoparlante misurata in corrente continua. Per eseguire la misura con un tester di precisione rovesciare il cono sul piano del tavolo e misurare la resistenza ai capi dei morsetti. L'altoparlante va rovesciato per evitare interferenze durante la misura, si tenga conto che se il cono vibra a causa di rumori estranei la misura é falsata.
• Xmax - unità di misura mm - massima escursione lineare é la massima escursione del cono in un solo senso ed é espressa in mm. Maggiore é questo numero e maggiore é la pressione acustica ottenibile.
• Sensibilità (1W/1m) - misura dell'efficienza di un altoparlante. Esprime la pressione acustica misurata ad un metro dall'altoparlante con un watt applicato, in camera anecoica. Ad esempio 90 dB spl/1w/1m. Sensibilità è sinonimo di Efficienza che, però, esprime quanta pressione acustica genera un altoparlante applicando ad esso un segnale sinusoidale con tensione pari a 2,83 volt che, guarda caso, genera 1 Watt di potenza quando applicata ad altoparlanti di 8 Ohm. Nei parametri forniti dai costruttori di altoparlanti troviamo, comunque, il dato di Sensibilità. Al riguardo abbiamo un Topic sul forum che chiarisce meglio le differenze fra Sensibilità ed Efficienza.
• MMS - Moving Mass é il peso dell'equipaggio mobile espresso in grammi. Per equipaggio mobile s'intende il cono, la bobina con relativo supporto e le sospensioni. Il peso dipende dal tipo di materiale usato per lo stampaggio del cono. I coni dei moderni subwoofer hanno un peso elevato, nell'ordine dei 100 gr, segno di una scelta di robustezza necessaria a generare alte potenze in volumi ridotti.
• CMS - é la cedevolezza meccanica delle sospensioni, ed é espressa in millimetri su Newton. Vedi anche VAS.
• BL (BxL) - fattore di forza elettromeccanico, indica la forza del campo magnetico tra le due espansioni polari, ed é espressa in Tesla per Metro. Di solito, maggiore é il valore e maggiore é l'efficienza dell'altoparlante
• SD - area del cono effettiva, considera la superficie utile di emissione. Si ottiene misurando il diametro a partire da metà della sospensione in gomma (tela) e poi calcolando l'area del cerchio. Alla pagina Calcolatore on line trovate un pratico calcolatore che vi suggerisce tutte le dimensioni del cerchio a partire da una qualsiasi di esse.
• LE - induttanza misurata é l'induttanza elettrica del conduttore avvolto sulla bobina mobile dell'altoparlante ed é espressa in milliHerny (mH). L'induttanza é misurata su valori di frequenza standard, diversi a seconda che si tratti di un woofer o un tweeter. Nella fase di funzionamento l'induttanza assume valori oscillanti tra un minimo ed un massimo che hanno una relazione con l'induttanza misurata. Possiamo paragonare l'induttanza alla resistenza, ma é ben altra cosa.