Sub woofer (RD, Dipolo, Cardioide) e posizionamento (*)

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Sub woofer (RD, Dipolo, Cardioide) e posizionamento (*)

#1 Messaggio da MarioBon » 08/09/2018, 11:40

Facciamo qui un compendio delle tecniche impiegate per realizzare sub woofer.
I sub woofer per uso professionale e quelli per uso domestico devono rispondere ad esigenza diverse. Nella sonorizzazione degli spazi aperti è importante concentrare la potenza acustica su una zona definita (anche per non disturbare il vicinato). Per questo motivo, tra gli altri, vengono impiegati array di sub-woofer e anche i sub-woofer cardioidi.
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... ys_v04.pdf

I sub woofer possono essere controreazionati (http://www.mariobon.com/Glossario/___Al ... ionato.htm). Tra questi vale la pena ricordare i tre tipi più importanti di contrereazione (accelerazione, velocità, ACE-BASS)

http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... ps_MFB.pdf
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... ante3A.pdf
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... b4_200.jpg
Sono state realizzate anche controreazioni con sensori capacitivi e, recentemente, il sistema iPal di PowerSoft che impiega un sensore differenziale di pressione:
http://www.mariobon.com/Glossario/IPAL.pdf

tra i sistemi a dipolo ricordiamo:
- in generale i sistemi elettrostatici ed isodinamici
- i dipoli realizzati con array di altoparlanti dinamici Jamo e Thorens (di cui si è già parlato).
e altri sistemi particolari quali:
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... ransar.pdf
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... on6000.pdf
e l'AWC di Bose (che richiede un amplificatore equlizzato ad hoc):
http://www.mariobon.com/Glossario/___Al ... te/AWC.htm
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... se_awc.pdf
http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... polars.pdf

I sub-woofer a radiazione diretta sono ampiamente presenti sul mercato e dovrebbero essere abbastanza conosciuti. Si tratta di woofer a lunga escursione di solito caricati in cassa chiusa o in reflex dotati di un amplificatore (di solito in classe D) e filtri cross-over regolabili. I puù recenti sono dotati anche di DSP che consente una maggiore flessibilità di utilizzo e (a volte) anche la correzione ambientale.
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Sub woofer (RD, Dipolo, Cardioide) e posizionamento (cc)

#2 Messaggio da MarioBon » 08/09/2018, 11:41

Il problema che gli appassionati incontrano con i sub-woofer è il loro posizionamento in ambiente.
Fortunatamente la disponibilità di amplificatori in classe D sempre più potenti dotati di DSP e la disponibilità di woofer che sopportano potenze elevata ha consentito di ridurre le dimensioni dei cabinet e di estendere la risposta con l'equalizzazione. Va dtto che un sub woofer Audio Pro B4-200 (a parte le dimensioni) poteva soddisfare le esigenze della riproduzione domestica già parecchi anni fa.

Premessa:
in un ambiente chiuso si formano le onde stazionarie in corrispondenza dei modi normali dell'ambiente. Le onde stazionarie hanno queste caratteristiche:
- in corrispondenza delle pareti la velocità dell'aria è nulla mentre la pressione è massima
- il tempo di decadimento dipende dal fonoassorbimento delle pareti (mobili, ecc.)
- possono produrre massimi localizzati di oltre 10 dB (e minimi quasi nulli)
- l'effetto dipende da dove è posizionata la sorgente e da dove è posizionato l'ascoltatore.

L'effetto delle onde stazionarie è il tipico "muggito" dovuto al prolungamento del tempo di decadimento delle note basse. Quando è intenso è particolarmente fastidioso e dà origine al "basso monocorde" (in sostanza si perde articolazione in gamma bassa).

Una sorgente posta alla confluenza di tre pareti eccita tutti i modi normali dell'ambiente. Se l'ambiente è molto grande (nell'ordine di millecinquecento metri cubi) i modi normali sono talmente fitti, anche a tra 30 e 40 Hz, da non essere fastidiosi. Purtroppo gli ambienti domestici non sono così vasti e i modi normali possono essere "riconoscibili" fino a 200-250 Hz "inquinando" la gamma medio bassa.
Un buon posto per posizionare il sub-woofer è quello dove eccita il minor numero possibile di modi normali (quindi non in angolo). Tale punto si trova esattamente al centro di una stanza parallelepipeda a metà altezza tra soffitto e pavimento.

Quindi:
- prima scelta: al centro della stanza
- seconda scelta: al centro del pavimento
- terza scelta: al centro della parete laterale più lunga (sempre tra soffitto e pavimento)
- quarta scelta: al centro della parete laterale più corta (sempre tra soffitto e pavimento)
- quinta scelta: sul pavimento al centro di una parete più lunga
- sesta scelta: sul pavimento al centro di una parete più corta
- ultima scelta: in angolo

Chi può sistemare il sub al centro del pavimento ha già risolto una buona parte dei problemi: i modi assiali (pari) tra le pareti non vengono eccitati mentre restano eccitati i modi legati all'altezza della stanza. La cosa funziona se la distanza tra satelliti e sub è minore della lunghezza d'onda corrispondente alla frequenza di taglio del sub. Se tale frequenza è posta sotto 80 Hz (lunghezza d'onda = 4.3 metri) la cosa ha buone probabilità di funzionare. Resta un problema: i satelliti risentiranno dei modi alle frequenze comprese tra la frequenza di taglio del sub-woofer e la frequenza di Schroeder dell'ambiente (tipicamento 150-250 Hz). Almeno queste frequenze sono più facili da "assorbire".

In generale, purtroppo, le condizioni al contorno (esigenze familiari) impediscono di scegliere le posizioni migliori ed il sub-woofer finisce là dove lo si può mettere (per esempio sotto al televisore o a fianco di un mobile). Se si è fortunati, smanettando un po', le cose funzionano. Se non si è fortunati resta sempre la possibilità di correggere la risposta con il DRC, Dirac Live e dispositivi analoghi (che funzionano più che bene). La correzione acustica passiva è possibile ma, a bassa frequenza, richiede l'adozione di trappole acustiche che devono essere progettate ad hoc (e che vanno opportunamente posizionate). Ci sono pannelli fonoassorbenti attivi anche a partire da 100 Hz.

La correzione ambientale digitale (DRC) consente di posizionare il sub anche in angolo che diventa addirittura una posizione desiderabile perchè consente di far lavorare la correzione in attenuazione.

Va da sè che la correzione digitale dell'ambiente è tanto più efficace quanto più è buono il punto di partenza: curare gli aspetti fondamentali dell'acustica dell'ambiente è sempre opportuno.
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Re: Sub woofer (RD, Dipolo, Cardioide) e posizionamento (cc)

#3 Messaggio da MarioBon » 08/09/2018, 12:14

Sono stati realizzati e commercializzati anche sub-woofer a dipolo. Il più interessante è il System 6000 di Celestion che impiega due woofer configurati a doppio dipolo.
Tale sistema, tuttavia, è rimasto unico nel suo genere e oggi non è più adottato. I motovi possono essere due:
- non funzionava abbastanza bene
- non era ben accetto dagli utenti.
Viste le misure prodotte da Suono (linkate al primo post) verrebbe da pensare alla seconda ipotesi.

La gran parte dei sistemi elettrostatci ed isodinamici a larga banda sono dei dipoli (di dimensioni anche importanti) ed irradiano le basse frequenze a dipolo. Tali sistemi, in teoria, dovrebbero essere posizionato ad un terszo della lunghezza della stanza in prossimità delle pareti. Tali sistemi (per esempio Magneplanar) hanno un buon numero di estimatori . Alcuni, come Martin Logan, hanno abbinato un sub-woofer a radiazione diretta con un pannello elettrostatico realizzando un sistema ibrido che, alle basse frequenze conserva i problemi di posizionamento che non possono essere sempre risolti al meglio perchè il woofer è solidale al pannello elettrostatico in sostanza ha gli stessi problemi di qualsiasi altro diffusore a radiazione diretta (almeno nella parte bassa).

Questi elencati sono i sistemi presenti sul mercato, se ne ho lasciato indietro qualcuno segnalatelo.
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