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ARCHIVIO ALTOPARLANTI

Scopo dell'archivio e i metodi impiegati per realizzarlo

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Ogni appassionato di autocostruzione sa benissimo quanto sia complessa e delicata la realizzazione di un sistema di altoparlanti.

Stabiliti i requisiti di progetto, una delle fasi più critiche riguarda certamente la scelta degli altoparlanti.

 
Il problemi principali che si possono incontrare sono questi:
 
- specifiche tecniche poco affidabili o non aggiornate che non consentano una corretta valutazione dei prodotti, delle loro prestazioni e dei modi d'uso. Fortunatamente, per quanto riguarda i costruttori più seri, questo è un problema non troppo frequente. Tuttavia, per vari motivi imputabili, probabilmente, a variazioni nelle strategie produttive (nuovi materiali o metodi costruttivi), ci si può imbattere in altoparlanti che, all'atto pratico, esibiscono prestazioni molto distanti da ciò che ci si potrebbe aspettare esaminando i soli data-sheet dei costruttori;
 
- quasi totale assenza di misurazioni elettroacustiche utilizzabili coi moderni CAD per la simulazione dei sistemi di altoparlanti. L'autocostruttore è privo di uno strumento molto utile per poter eseguire una verifica preliminare del progetto, valutare la bontà delle proprie scelte e proseguire, con qualche dubbio in meno, alla successiva relizzazione pratica.

 

 

Con il nostro archivio di altoparlanti intendiamo cercare di superare questi ostacoli, creando un data-base al quale ogni appassionato può attingere per avvicinarsi alla progettazione dei sistemi di altoparlanti con un approccio meno nebuloso e più razionale. Progettazione dei sistemi di altoparlanti.

Sviluppare e valutare con attenzione il proprio progetto, sfruttando intelligentemente la fase di simulazione, aiuta a scegliere con una certa sicurezza i materiali più idonei, prima di aprire il portafoglio. Noi crediamo che ne valga la pena.

 

Naturalmente, siamo consapevoli che lo stesso modello di altoparlante misurato oggi, potrebbe presentare caratteristiche diverse a distanza di tempo, a causa di variazioni apportate dal costruttore (materiali o metodi costruttivi) non segnalate tempestivamente agli utenti finali. Per questo motivo, nei limiti del possibile, cercheremo di mantenere aggiornate anche le misure più datate.

 

 

In ogni caso, gli altoparlanti che trovate nella sezione "Test" vengono misurati secondo un criterio predefinito, sempre uguale, che permette di eseguire comparazioni attendibili fra tutti i modelli che testiamo e che consente alle nostre misure di essere facilmente elaborate al CAD.

 

L'utilizzo dei file per le simulazioni è completamente libero, ma non a scopo professionale o commerciale, se non espressamente autorizzato.

Vi preghiamo solamente di segnalare questo sito, "www.dibirama.altervista.org", (dove possibile inserendo un link) come fonte originale del materiale prelevato.

 

 


 

STRUMENTAZIONE IMPIEGATA

 

  1. Sistema di misura digitale CLIO di Audiomatica
  2. Microfono calibrato MIC 1 di Audiomatica

  3. PC lap-top a basso rumore

  4. Ohmetro per basse impedenze

  5. Amplificatore audio con buona linearità, classe A/B (circa 80W per canale)

  6. Multimetro digitale generico

  7. Bilancino digitale di precisione

  8. Pesi amagnetici per rilevazione parametri T&S (metodo "massa-delta")

  9. Vari cabinet di prova per rilevazione parametri T&S (metodo "volume-delta")

  10. Pannello standardizzato IEC 268-5 da 1350 x 1650mm*

 


 

METODO DI MISURA

 

L'ambiente di misura è una sala di circa 40 m3 con leggero trattamento fonoassorbente alle pareti.

Le rilevazioni vengono eseguite  almeno su due esemplari (a volte anche su quattro o più campioni, in base alla disponibilità).

 

Rilevazione dei parametri di T&S

La rilevazione sugli altoparlanti viene eseguita prevalentemente con il metodo della massa aggiunta, e talvolta (per gli altoparlanti di piccolo diametro) confrontata con i parametri estrapolati dalle misurazioni di impedenza in aria libera e risposta in frequenza in campo vicino.

Più raramente viene usato il metodo del volume-delta.

Anche se questi classici metodi di misura sono stati soppiantati da tecniche ben più sofisticate (apparecchiature Klippel, per esempio), largamente impiegate dai costruttori di altoparlanti, esse consentono all'autocostruttore di eseguire rilevazioni ragionevolmente attendibili con strumenti di base (generatore sinusoidale, voltmetro, ecc.), almeno fino a quando si rimane nel campo dei piccoli segnali.

  1. Misurazione dei parametri di T&S in aria libera con altoparlanti nuovi.

  2. Rodaggio con treni di onde sinuosoidali a bassa frequenza fino alla stabilizzazione della frequenza di risonanza (max 48 ore).

  3. Misurazione dei parametri di T&S dopo il rodaggio degli altoparlanti.

  4. Calcolo e archiviazione dei valori medi rilevati per i parametri di T&S.

  5. Rilevazione e archiviazione della media delle curve d'impedenza in aria libera.

 
 

Rilevazione delle risposte acustiche

  1. Montaggio a filo dell'altoparlante su pannello IEC.

  2. Posizionamento microfono a 0.5 m dal panello.

  3. Misurazione della risposta in frequenza in asse, in regime anecoico simulato (riposta in campo lontano + campo vicino) con segnale Log-chirp o MLS con microfono a 0.5 m dal pannello e tensione di 2.83 Vrms** ai morsetti dell'altoparlante. La risposta ottenuta viene normalizzata a 1 m, sottraendo 6 dB.

  4. Per ogni misura viene rilevata la fase acustica sul centro di emissione dell'altoparlante secondo le indicazioni proposte nel manuale di CLIO (elaborazione della fase minima con sottrazione dell'excess group delay). In questo modo è possibile inserire in un CAD due o più altoparlanti (p.e. un tweeter e un woofer) tenendo già conto della posizione dei rispettivi centri acustici, limitando così le imprecisioni dovute alla non perfetta conoscenza della fase acustica. Per l'interpretazione pratica di quest'aspetto si rimanda alla sezione "Simulazioni", e ai tutorial d'esempio sull'uso di alcuni software.

  5. Misura della CSD a un livello medio di 90 dB.

  6. Misura della THD a 90, 96 e 102 dB (se l'altoparlante lo permette) in regime sinusoidale. I dati ottenuti con questa misura sono affetti da un certo errore, pochè solo una camera anecoica permette di eseguire rilevazioni di THD veramente precise. Tuttavia, dato che la misura avviene sempre nelle stesse condizioni, otteniamo dei dati confrontabili fra loro.

  7. Misura della risposta in frequenza a 30° (stesse condizioni del punto 3)

  8. Posizionamento microfono a 0.25 m dal pannello.

  9. Si ripetono le misure di risposta a in asse e a 30° per verificare le condizioni di "far field" (confronto fra i livelli di SPL rispetto alle precedenti misure) e per controllare che a 0.5 m il pannello non introduca evidenti alterazioni nella risposta. Avvicinando il microfono, infatti, è possibile limitare le tipiche ondulazioni fra 400 e 900 Hz circa, dovute proprio al pannello di misura. Le risposte vengono normalizzate a 1 m, sottraendo 12 dB. Se le alterazioni sono accettabili vengono considerate valide le misure a 0.25 m. Inoltre, la misura a 0.25 m, comparata con quella eseguita a distanza maggiore permette di valutare meglio la zona di transizione fra la risposta in campo vicino e quella in campo lontano***.

  10. Viene eseguita la media delle rilevazioni in asse e fuori asse.

  11. Le misure di risposta e d'impedenza sono esportate in formato testo (.txt) per essere compatibili con la maggior parte dei CAD in circolazione.

  12. Vengono generati due file, uno per la risposta in asse e uno per quella fuori asse, già pronti per AfW, simulatore che prendiamo come riferimento e che consideriamo come attuale standard per l'autocostruzione amatoriale. Ogni file può dunque essere caricato nel software senza passare per le procedure di importazione (fare riferimento al manuale di Audio for Windows per le operazioni di importazione e caricamento dei file). I file relativi ai tweeter non contengono parametri di T&S, in quanto questi altoparlanti non necessitano di carico acustico. I file che riguardano woofer e mid-woofer sono completi di tutti i parametri di T&S rilevati. L'impedenza e la fase elettrica sono opportunamente corretti per approssimare il reale andamento del carico elettrico alle frequenze superiori, durante le simulazioni dei carichi acustici.

  13. Per ogni altoparlante viene creato un file compresso, contenente tutto l'occorrente per le simulazioni. I file sono scaricabili nella sezione "Download" oppure alla fine di ogni prova dei singoli trasduttori.

 


 

* E' importate ricordare che la maggior parte dei software, come il noto AfW (Audio for Windows), richiedono delle misure di risposta in frequenza rilevate in semispazio, non facili da ottenere con i normali mezzi a disposizione dell'autocostruttore. La condizione di semispazio può essere approssimata abbastanza bene usando un panello di dimensioni standard come quello che impieghiamo usualmente, adottando qualche accorgimento "strategico" per aumentare l'accuratezza delle rilevazioni. Il pannello IEC, infatti, serve per "simulare" le condizioni di semispazio, ma le rilevazioni di risposta in frequenza a 1 m e talvolta anche a distanze inferiori mostrano comunque delle irregolarità dovute alle dimensioni fisiche del pannello stesso. Avvicinando il microfono all'altoparlante è possibile migliorare molto la situazione, ma è sempre necessario verificare che le alte frequenze non vengano attenuate a causa dell'eccessiva vicinanza del microfono. Questo fenomeno, ben conosciuto anche da chi si occupa di misure sulle cuffie, è chiaramente visibile nelle rilevazioni eseguite a diverse distanza nel tweeter a nastro FOUNTEK NeoCD2.0. Nel grafico di risposta a 2-5-10-25-50 cm è evidente come sia necessario porsi ad almeno 25 cm (curva gialla e blu sovrapposte) dal piano di montaggio per non risentire di cancellazioni dovute alla distanza del microfono dalla membrana dell'altoparlante. In questo caso, il forte sviluppo verticale del diaframma vibrante accentua notevolmente il fenomeno. In un altoparlante a cono da 3" l'effetto di attenuazione delle alte frequenze sarebbe molto più modesto.

 

** La tensione efficace di 2.83 V, che corrisponde a 1 W su 8 Ohm, è scelta in modo convenzionale per ricavare la sensibilità degli altoparlanti sotto test. Nella progettazione del cross-over, il dato di cui tener conto è la sensibilità, non l'efficienza. Per maggiori informazioni consultare anche "Sensibilità ed efficienza".

 

*** La normale prassi sconsiglia di eseguire misure a distanze inferiori a 4 volte il diametro equivalente della sorgente, ma nella misura dei singoli altoparlanti spesso è possibile adottare distanze inferiori. Tuttavia è necessario verificare bene che questa rilevazione non comporti alterazioni (soprattutto in alta frequenza) rispetto a quelle eseguite a 0.5 m. Eventualmente, viene eseguita anche una misura direttamente alla distanza di 1 m per controllare ulteriormente la precisione delle rilevazioni. In ogni caso, le rilevazioni vengono eseguite a varie distanze in modo da minimizzare le inevitabili incertezze di misura.

 

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