Effetto Doppler: può essere corretto

[MarioBon]

Riassumo, semplificando, da questo articolo:
https://audioxpress.com/article/elimina ... distortion del 2024
A parte le consideraioni sullo spostamento delle membrane è interessante sapere che la distorsione Doppler possa essere corretta introducendo una opportuna modulazione di fase. Nella letteratura classica si legge che la distorsione Doppler non è rilevante se la banda passante di un altoparlante è limitata a una decade. In teora con i trasduttori AMT e woofer come il Transar di Heil ed il LAT di Timphany, la distorsione Doppler dovrebbe essere assente o molto ridotta, C'è quindi almeno un altro modo per eliminale la distorsione Doppler. Si tratta di capire quale forma di distorsione è più fastidiosa. Per ultimo la misura della distorsione con segnali multitono mostra anche la distorsione Doppler.

La distorsione Doppler è causata da una modulazione di fase anche se viene confusa con una modulazione di frequenza (quando non si conosce la modulante).

Il requisito di linearità può essere soddisfatto utilizzando un altoparlante con il feedback di accelerazione (AFB) [1]. Con questa tecnica è possibile migliorare la linearità di un altoparlante in modo tale da ridurre le distorsioni armoniche e di intermodulazione al di sotto di -60 dB (0,1%) rispetto alla frequenza fondamentale.

Durante la registrazione del suono, la membrana di un microfono a condensatore si muove con un'ampiezza di circa 1μm alle basse frequenze (20Hz) e agli alti SPL (100dB).

Lo stesso vale per la membrana timpanica dell'orecchio umano. Tuttavia, durante la riproduzione, la membrana dell'altoparlante può spostarsi fino a 1 cm di ampiezza per riprodurre il suono registrato con una frequenza di 20 Hz e 100 dB SPL (che richiede una superficie di radiazione SD di 1326 cm2 ovvero oltre un 18”).
Per dirla in termini semplici: registriamo in una posizione quasi fissa nello spazio, ma riproduciamo in una posizione variabile nello spazio. Questo rapporto da 1 a 10.000 delle ampiezze della membrana tra registrazione e riproduzione porta ad una distorsione udibile, anche per un altoparlante perfettamente lineare.

[MarioBon]

Eliminazione della modulazione di fase/effetto Doppler

Poiché la generazione della modulazione di fase/effetto Doppler è un effetto fisico deterministico, può essere compensata indipendentemente dalla distanza di ascolto. La compensazione della deviazione di fase può essere ottenuta se la posizione effettiva della membrana dell'altoparlante è nota in qualsiasi momento. La compensazione viene realizzata con un modulatore di fase [5] aggiungendo una fase di segno uguale ma opposto utilizzando la posizione della membrana come segnale di controllo. In questo modo è possibile creare una membrana acusticamente stazionaria (cioè il centro acustico sta fermo), anche quando la membrana si muove. Ciò può essere ottenuto con uno sforzo minimo utilizzando altoparlanti con controllo dell'accelerazione, poiché mostrano un'ampiezza SPL costante e una risposta in frequenza di fase, che consente la determinazione continua della posizione della membrana con elevata precisione.

Esempio: quando la membrana si muove verso l'ascoltatore, accorciando la lunghezza del percorso acustico, il segnale audio viene ritardato elettronicamente dal modulatore di fase/generatore di ritardo in modo tale che il “tempo di volo” del suono risultante rimanga costante. Quindi dal punto di vista acustico la membrana non si muove. Senza movimento del centro acustico non c'è effetto Doppler/nessuna modulazione di fase.

Riferimenti: (meglio scaricarlifinché i link sono validi)

[1] AudioChiemgau, audiochiemgau.de
[2] J. M. Pauly, “Lecture 9: Angle Modulation Part 2,” October 18, 2021, https://web.stanford.edu/class/ee179/le ... otes09.pdf
[3] “Damping of sound level (decibel dB) vs. distance,” sengpielaudio, www.sengpielaudio.com/calculator-distance.htm
[4] “Bessel function,” Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Bessel_function
[5] “Phase Modulation,” Wikepedia, https://de.wikipedia.org/wiki/Phasenmodulation