Subwoofer - 2 parte
L’interazione tra diffusori e con l’ambiente
Nello scorso articolo abbiamo accennato al problema delle interferenze tra sorgenti acustiche diverse, o tra una sorgente acustica e le sue riflessioni sulle pareti, interferenze che possono influire anche molto negativamente sulla risposta di un sistema sonoro in un ambiente reale.
Ogni diffusore ha un pattern di diffusione caratteristico, riportato nelle specifiche. Spesso tale pattern si può rappresentare, almeno in prima approssimazione, con un cono (o una piramide) uscente dal frontale del diffusore. Le ampiezze orizzontale e verticale di tale cono dipendono dalla conformazione del diffusore e dalla frequenza.
Si possono quindi migliorare le cose, dal punto di vista dell’interferenza, facendo in modo che ciascuna zona dell’ambiente da servire sia nel campo di massima copertura di una sola sorgente, mentre gli altri diffusori dovrebbero essere orientati diversamente e/o abbastanza distanti.
Per quanto riguarda le riflessioni, occorre cercare di evitare accuratamente le superfici acusticamente riflettenti all’interno del cono di direttività degli altoparlanti. In un ambiente ideale per la riproduzione di contributi amplificati, inoltre, le riflessioni sulle pareti dovrebbero essere idealmente nulle. Le superfici che racchiudono l’ambiente dovrebbero essere il più possibile assorbenti, dal punto di vista acustico. Questo richiede una maggiore potenza sonora, rispetto a un ambiente con le pareti maggiormente riflettenti, ma assicura una migliore qualità della diffusione.
Il problema è particolarmente sensibile per le frequenze basse. La direttività in alta frequenza, infatti, è abbastanza controllabile tramite la forma del diffusore, mentre le frequenze più basse, la cui lunghezza d’onda è sufficientemente grande rispetto alle dimensioni del diffusore stesso, tendono a essere diffuse in maniera omnidirezionale. Inoltre, come si può notare dalle figure pubblicate nella prima parte di questo articolo, gli artefatti dovuti al combing tendono ad avvicinarsi, sia in frequenza sia nello spazio, al crescere della frequenza e questo li rende meno fastidiosi perché il sistema uditivo umano tende a mediare la percezione, ovvero esaltazioni e cancellazioni molto strette e vicine non si sentono o quasi. In bassa frequenza, al contrario, l’effetto del combing è in genere notevolmente avvertibile: capita che, spostandosi di qualche metro, praticamente sparisca il basso.
L’effetto di interferenza tra diffusori multipli, se adeguatamente controllato, può essere utilizzato per attenuare la pressione sonora nelle direzioni estranee alla zona da coprire.
Collocando, ad esempio, due diffusori a una distanza reciproca pari a mezza lunghezza d’onda, si ottiene un massimo di pressione sonora lungo l’asse del segmento congiungente le due sorgenti e un minimo lungo la direzione dello stesso segmento.
I subwoofer emettono in una banda di circa due ottave, con lunghezze d’onda dell’ordine dei metri, quindi l’effetto del combing è abbastanza tollerante rispetto a errori di qualche centimetro.
All’aumentare del numero di diffusori, si possono ottenere direttività ancora più marcate.
Supponendo di collocare un gruppo di diffusori in questo modo, ad esempio davanti ad un palco, si ottiene una forte attenuazione della componente laterale, anche se rimane una significativa componente posteriore, sicuramente deleteria.
Una tecnica per attenuare la componente posteriore è quella, chiamata “end-fire array”, che prevede due o più diffusori in linea, distanziati tra loro 1/4 di lunghezza d’onda e progressivamente ritardati (nel tempo, tramite elaborazione elettronica) di 1/4 di periodo l’uno dall’altro. Questo produce un’interferenza costruttiva sul davanti e distruttiva posteriormente.
Anche in questo caso, aumentando il numero di diffusori costituenti l’array si può ottenere una maggiore direttività dell’insieme.
Le soluzioni “in linea” come l’end-fire array presentato sopra, naturalmente, sono applicabili solo quando c’è abbastanza spazio tra la posizione dei diffusori e il pubblico. Quando lo spazio c’è, sono possibili combinazioni dei sistemi precedenti, ovvero multiple linee di subwoofer adeguatamente spaziate e ritardate tra loro.
