IL REGIME STATICO, un sistema da 300 trasduttori (cc)

[MarioBon]

cerchiamo se è possibile di tenere distinti il campo professionale da quello hifi. Hanno priorità troppo differenti. Tra l'altro il fatto che Alessandro si sia trovato a concepire dei line array è stata solo una conseguenza.

Le pubblicazioni e gli studi relativi ai line array descrivono delle situazioni che non sono direttamente applicabili alla riproduzione domestica ma illustrano, tramite misure e simulazioni, dei risultati certamente interessanti almeno in linea di principio. Spesso poi vi si trovano anche i dettagli matematici. Non è tempo perso.

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Quest'ultimo post di Alessandro è molto equilibrato perché parte da una scelta tecnica (l'uso di molti altoparlanti) e ne affronta le conseguenze tenendo in considerazione l'effettivo utilizzo del sistema (riproduzione domestica). Anche le conclusioni sono sostanzialmente corrette.

La cosa che più mi interessa del sistema di Alessandro è la seguente:
sappiamo quali sono le caratteristiche che, idealmente, dovrebbe avere un sistema (risposta in frequenza, all'impulso, distorsione, ecc.). Quello che è meno chiaro, perché dipende da come opera l'apparato uditivo, è, se esiste una qualità che debba essere considerata prevalente sulle altre.
Mi spiego meglio: la distorsione deve essere bassa, la risposta in frequenza deve essere piatta, la risposta impulsiva deve essere "perfetta",ecc.
Ma nel sistema di Alessandro la risposta impulsiva, per quanto ottimizzata, non può fisicamente essere "perfetta" perché i vari altoparlanti si trovano a distanze diverse dal punto di ascolto.
Allora mi domando: è possibile che una distorsione molto bassa sia "prevalente" rispetto ad una risposta impulsiva "imperfetta"? ed entro quali limiti ciò avviene?
Una esperienza simile l'ho fatta durante la progettazione di un certo diffusore che ha una distorsione molto bassa (ai limiti dello 0.1% su una banda molto ampia).
Abbiamo passato un lungo periodo facendo una infinità di variazioni ai cross-over. Tuttavia il diffusore (a parte piccole differenze "timbriche" che poi andavano bene con certe registrazioni e meno bene con altre) suonava sempre in modo più che soddisfacente.
In sostanza quando la distorsione è molto bassa sembra che altre caratteristiche passino in secondo piano.
Se così fosse (e penso anche che lo sia) il pregio maggiore di un diffusore sarebbe quello di "non dare fastidio" cosa che si può ottenere in diversi modi uno dei quali è quello adottato da Alessandro (anche se commercialmente di difficile applicazione non tanto per i costi quanto per lo "spazio" richiesto).

Quali altre configurazioni implicano tassi di distorsione così ridotti?
Grazie

[MarioBon]

i metodi per ridurre la distorsione sono sostanzialmente tre:

- 1 migliorare la linearità del dispositivo
- 2 la compensazione (per esempio il push-pull)
- 3 la controreazione

gli array di altoparlanti riducono la distorsione riducendo lo spostamento dell'apparato mobile e quindi migliorano la linearità del dispositivo in uso (1). Per quanto riguarda la riproduzione della basse frequenze i tre metodi possono essere utilizzati anche tutti contemporaneamente.
Nel caso delle frequenze medio-alte si cerca di migliorare la linearità del dispositivo.
Sempre riguardo la riproduzione delle basse frequenze un DRC, usato in attenuazione, comporta anche una sensibile riduzione della distorsione (rientra sempre nel caso 1).
Nel caso degli altoparlanti esiste anche la distorsione Doppler che si riduce limitando la banda passante e la velocità del diaframma dell'altoparlante.
Oggi si possono ottenere tassi di distorsione molto bassi anche con un sistema a due vie:

Qui la distorsione di seconda e terza armonica è inferiore allo 0,32% da 90 a 7000 Hz
e rimane allo 0.1% per un buon tratto della gamma media. Le armoniche di 4° e 5° ordine superano lo 0.032% praticamente solo sotto i 100Hz.
http://www.mariobon.com/Articoli_nuovi/ ... rsione.htm

[Alessandro Cioni]

Non vedo come la controreazione possa riuscire a far seguire il segnale all'ap.
Se cosi fosse basterebbero vagonate di db di controreazione e saremmo tutti felici possessori di sistemi monovia.
In effetti sostieni che tale strategia è efficace solamente alle basse (dove mantengo ancora qualche riserva), mentre per il resto della gamma non proponi soluzioni deverse da quelle che prevedono una linearizzazione intrinseca del trasduttore.

[MarioBon]

Non vedo come la controreazione possa riuscire a far seguire il segnale all'ap.
Se cosi fosse basterebbero vagonate di db di controreazione e saremmo tutti felici possessori di sistemi monovia.
In effetti sostieni che tale strategia è efficace solamente alle basse, mentre per il resto della gamma non proponi soluzioni diverse da quelle che prevedono una linearizzazione intrinseca del trasduttore.

per gli altoparlanti sono state implementate tutte le forma di retrazione possibili:

- accelerazione (Motional FeedBack della Philips) http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... hilips.pdf
- velocità (ponte di velocità della Andante 3A) http://www.mariobon.com/Articoli_storic ... ante3A.pdf
- spostamento (con sensori capacitivi)

In più sono stati realizzati sistemi come l'ACE BASS di Audio Pro che combinano più sistemi tra cui amplificatori ad impedenza negativa.

La retroazione si basa sulla disponibilità di un attuatore con guadagno elevato. Sacrificando il guadagno elevato dell'attuatore si ottiene minore distorsione e l'allargamento della banda passante. Per un altoparlante dinamico a cono questo sistema può essere sfruttato solo dove il diaframma si muove come un pistone rigido (prima limitazione). La seconda limitazione è il "guadagno" dell'altoparlante che è basso. In effetti i sistemi retroazionati non hanno avuto un gran seguito a livello commerciale.
Il DRC, per certi versi, potrebbe anche essere considerato un sistema di controreazione in grado di correggere, oltre ai modi dell'ambiente e amlno teoricamente, anche gli effetti della diffrazione ai bordi (in generale la presenza di sorgenti ritardate).

[Alessandro Cioni]

Sono tutte soluzioni elettriche a un problema di natura meccanica, inerziale.
Soluzioni che in alcuni casi apportano indubbi benefici, ma risolvono solo parzialmente il problema.
Io stesso ultimamente ho deciso di intervenire dal "lato amplificatore", inserendo gli ampli powersoft litemod su tutte le vie più pesanti, ossia su tutti i coni, attratto dalla grande capacità di erogazione ma soprattutto dal fattore di smorzamento dichiarato pari a 10.000 /8Ohm @100Hz.
In effetti tali vie si sono "silenziate" notevolmente.
Continuo però a pensare che l'abbattimento intrinseco dell'inerzia produce effetti ineguagliabili da altre soluzioni, e lo fa a tutte le frequenze.

La gestione del guadagno cocleare da parte del cervello è una soluzione elettrica ad un problema meccanico.
Il sistema di regolazione del battito cardiaco e una soluzione elettrica ad un problema meccanico.
I sensori di propriocezione realizzano una retroazione (elettrica) su un sistema meccanico.
Mi sembra che funzionino tutti (e siamo vivi anche per merito loro).
Anche l'ABS è una soluzione elettrica ad un problema meccanico.
Controllare il movimento della membrana di in altoparlante aumentando il fattore di smorzamento dell'amplificatore è una soluzione elettrica ad un problema meccanico (e a quanto dici funziona pure).

sono comunque soluzioni parziali.
L'abs per esempio, ha lo scopo di far lavorare i freni con gli pneumatici in regime di attrito statico, che è più alto di quello dinamico.
Il limite della capacità di frenata dipende quindi dal valore di attrito statico della gomma sull'asfalto.
Pensa però cosa accadrebbe se potessimo disporre di una mescola capace di un attrito 16 volte superiore...

[MarioBon]

se riesci ad immaginare di muovere il laser di un lettore CD senza un servocontrollo mi arrendo...

[Alessandro Cioni]

Facciamo così: prendi il treno Venezia - Valmontone, se poi ancora sosterrai che lo stesso risultato può essere ottenuto tramite particolari scelte dal lato amplificatore, allora sarò io ad arrendermi.

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Quest'ultimo post di Alessandro è molto equilibrato perché parte da una scelta tecnica (l'uso di molti altoparlanti) e ne affronta le conseguenze tenendo in considerazione l'effettivo utilizzo del sistema (riproduzione domestica). Anche le conclusioni sono sostanzialmente corrette.

La cosa che più mi interessa del sistema di Alessandro è la seguente:
sappiamo quali sono le caratteristiche che, idealmente, dovrebbe avere un sistema (risposta in frequenza, all'impulso, distorsione, ecc.). Quello che è meno chiaro, perché dipende da come opera l'apparato uditivo, è, se esiste una qualità che debba essere considerata prevalente sulle altre.
Mi spiego meglio: la distorsione deve essere bassa, la risposta in frequenza deve essere piatta, la risposta impulsiva deve essere "perfetta",ecc.
Ma nel sistema di Alessandro la risposta impulsiva, per quanto ottimizzata, non può fisicamente essere "perfetta" perché i vari altoparlanti si trovano a distanze diverse dal punto di ascolto.
Allora mi domando: è possibile che una distorsione molto bassa sia "prevalente" rispetto ad una risposta impulsiva "imperfetta"? ed entro quali limiti ciò avviene?

Sul fatto di come operi l'apparato uditivo posso apportare il mio contributo.
Il nostro orecchio, o meglio il suo condotto, entra in risonanza ad alcune frequenze intorno ai 3500 hz. A volumi sostenuti ciò ingenera fatica di ascolto, se non addirittura dolore.
Tali sintomi sono fortemente accentuati - a parità di pressione - da sorgenti direttive.
Ma sono fortemente attenuati da un line array con la caratteristica di avere una superficie del diaframma relativamente molto estesa.
Personalmente ho insolitamente calibrato con successo quella via con una superficie doppia rispetto a quella che la precede (addirittura).

Per quanto concerne la risposta impulsiva di un array ricordo che può essere ottimizzata:
è sufficiente incurvare il dispositivo.
Se non ho sbagliato a fare i calcoli, per un array alto un metro, ascoltato a una distanza di cinque metri
sarà sufficiente curvarlo in modo che gli estremi siano incurvati verso il punto di ascolto di due centimetri e mezzo.
per un array di due metri passiamo a dieci centimetri.
Purtroppo l'accorgimento funziona solo per una distanza specifica.

p.s. la curva è esattamente inversa a quella data alle "banane" da concerto.
Il motivo è ascrivibile al fatto che in quest'ultimo caso è prioritario insonorizzare una vasta area.

[Alessandro Cioni]

Questo è un "focused array", cioè focalizzato in un preciso punto d'ascolto.
In quel punto la risposta al transiente dipende solamente dall'andamento della fase propria del singolo ap.
È ùna soluzione che abbatte il compromesso tra la linearizzazione e l'allineamento temporale, ma esaspera la direttività.
Altri hanno fatto scelte diametralmente opposte, piegando all'indietro l'array per ottenere una geometria simile a quella della sorgente puntiforme, aumentando la dispersione a scapito della risposta ai transienti.