Altoparlanti con diaframma piatto

[MarioBon]

Nel 1981 sul numero 99 di gennaio di SUONO è stato pubblicato un articolo sui diffusori con diaframma piatto.

Vengono presentati diffusori A&E, Onkio, Hitachi, Kenwood, Mitsubishi, Sony, Tomo, Pioneer, JVC, Yamaha e Technics.
Un altro woofer famoso è stato il BB139 della KEF.
Nel tempo l'interesse per gli altoparlanti con diaframma piatto sembra essere scemato ma non completamente perchè ancora oggi Vienna Acoustic produce un medio piatto che utilizza nei suoi diffusori top di gamma, Wavecor produce un 10 pollici piatto e anche PMC utilizza woofer piatti.
A questi possiamo aggiungere anche i woofer a cupola della Peerless che non sono proprio piatti ma ci vanno vicino. Tra i woofer "quasi paitti" è giusto ricordare anche i Morel. Va poi detto che gli elettrostatici, gli isodinamici ed i nastri sono diaframmi piatti anche se, essendo pilotati da una forza distribuita sulla superficie, non hanno bisogno di essere rigidi.

[MarioBon]

Lasciando da parte i planari, quale è il vantaggio di usare altoparlanti a bobina mobile con diaframma piatto?
Per prima cosa ricordiamo che il modello di pistone rigido altro non è che un altoparlante piatto.
La forma del diaframma a cono dei normali woofer è determinata dal fatto che il diaframma stesso è pilotato da una bobina mobile di diametro inferiore al diagramma e che la carta è leggera ma non particolarmente rigida. La forma conica serve ad aumentare la rigidità assiale del diaframma.
Il cono, come il pistone presenta dei modi normali che, nel caso del pistone, sono molto violenti come si vede nella figura che segue dove la risposta teorica viene confrontata con la risposta misurata del woofer wavecor.

Per eliminare i break up la strada principale è aumentare la rigidità cosa che Vienna Acoustic ha ottenuto con dei rinforzi (piegature) del diaframma in alluminio.

Aumentare la rigidità quasi sempre significa aumentare la massa (con riduzione del rendimento). In realtà sono stati sviluppati diaframmi con pilotaggio nodale che elimina il break-up principale con diaframmi a nido d'ape (leggeri).
Un altro modo per contenere i break up e quello usato da KEF che, praticamente, ha riempito il cono con polistirolo rendendolo piatto (soluzione ripresa da Hitachi).

Come si vede i break up ci sono ma non sono troppo violenti.

[MarioBon]

Ma veniamo ai vantaggi. Il diaframma a cono, a bassa frequenza, si comporta come un pistone piatto ma, man mano che la frequenza aumenta il centro acustico si sposta verso la cupoletta parapolvere.
In condizioni favorevoli la dispesione di un diaframma a cono può essere migliore di quella di un pistone piano ideale.
Questo spostamento del centro acustico virtuale di emissione rende la risposta dell'altoparlante a fase mista e complica la progettazione dei filtri cross-over passivi. A parte questo però non ci sono altri vantaggi eclatanti.
Resta il fatto che un altoparlante con diaframma piatto sarebbe molto più simile al modello di pistone rigido ed il suo comportamento sarebbe quindi più prevedibile.
Per quanto riguarda i coassiali più il cono è piatto e meglio funzionano (vedasi KEF, PIEGA e Technics).

[il Carletto]

La cosa m'interessa particolarmente, dato che le mie PMC utilizzano dei woofer piatti in Nomex (mi pare che sia un materiale molto affine al kevlar) e fibra di carbonio.
Al tatto in effetti sembra un materiale particolarmente rigido.

[MarioBon]

https://www.technics.com/it/prodotti/se ... l#features

[MarioBon]

L'opposto degli altoparlanti visti fin qui (caratterizzati da diaframmi rigidi) c'è l'altoparlante Manger che è piatto ma sfrutta proprio i break up della membrana per estendere la risposta in frequenza.
Questi altoparlanti sfruttano l'interferenza e quindi non sono sistemi a fase minima il che ha delle ricadute non positive sulla risposta all'impulso.




nella figura qui sopra alcuni modi normali del trasduttore Manger


questa qui sopra è la waterfall del sistema Manger P1 (Stereophile). Da questa Waterfall si evince che la risposta in frequenza è tormentata e la risposta nel tempo non è migliore di tanti sistemi più convenzionali.
E' vero che le misure audio non sono esaustive e che a volte delle misure buone non corrispondono a prestazioni altrettanto buone, ma è anche vero che misure scadenti non corrispondono mai a prestazioni eccezionali.

[MarioBon]

Nel tempo le cose sono andate grosso modo in questo modo:
i coni in carta sono stati scelti per la loro leggerezza ma avevano il difetto di presentare break-up che ne limitano l'estensione della banda passante.
I coni in polipropilene sono stati introdotti perché poco più pesanti della carta e caratterizzati da elevato smorzamento interno. I break up ci sono ma sono di più, più distribuiti, meno marcati e meno fastidiosi.
Il terzo passo sono stati gli altoparlanti con diaframma metallico. Il materiale più usato è stato l'alluminio (anche "spruzzato" con titanio o altri metalli come la ceramica).
Oltre a questi materiali sono stati utilizzati materiali compositi a base di kevral, carbonio, nomex, ecc.anche con strutture a nido d'ape (per esempio Roacell). Non vanno dimenticati i materiali intrecciati (per esempio fibre di carbonio) il cui uso è scemato nel tempo.
Oggi i diaframmi in polipropilene sono diventati difficili da reperire e la carta è stata rivalutata. Questo non significa che si debba tornare ad utilizzare gli stessi coni che si usavano (e si usano) per gli altoparlanti per chitarra elettrica.

vedere anche viewtopic.php?t=1361