Vibrazioni: accoppiare o disaccoppiare

[MarioBon]

Prendiamo un diffusore acustico.
L'altoparlante è fissato al mobile e quando il diaframma si muove una parte del moto viene trasmessa al mobile. Più il mobile è rigido e pesante meno energia può ricevere.
Quindi il primo requisito di un mobile è il peso che si ottiene aumentando lo spessore delle pareti. Questo incrementa anche la rigidità. Se il mobile è molto più pesante del diaframma dell'altoparlante l'energia trasmessa dal diaframma è trascurabile e tutto il segnale elettrico applicato all'altoparlante si trasforma in moto del diaframma.
Se il mobile è leggero e non sufficientemente rigido una parte dell'energia eccita i modi normali del mobile e viene rilasciata come regolato dallo smorzamento interno del materiale. Questo dà origine a code sonore più o meno lunghe. Se troppo lunghe mascherano specialmente la gamma medio bassa. In sostanza il mobile si comporta come una campana. Se il mobile vibra accoppiare o disaccoppiare conta poco.

Come irrigidire un mobile: aumentando lo spessore o con dei rinforzi opportunamente posizionati per limitare i modi normali
Come irrigidire un mobile: mettendoci sopra un peso che metta in tensione i lati aumentando la frequenza dei modi normali
Come smorzare un mobile: con antirombo per auto sulle pareti interne (o altro materiale smorzante)

L'MDF è un materiale amorfo che, a differenza del legno massello, non ha venature. L'MDF impiallacciato sui due lati ha l'aspetto del legno ed è migliore dal legno.

Se il mobile non è rigido quando il diaframma si muove verso l'interno del mobile comprime l'aria e questa spinge sulle pareti. Il mobile tende a gonfiarsi e sgonfiarsi e vibra in tutte le direzioni.
Le vibrazioni si trasmettono alle superfici a contatto con il mobile. Le vibrazioni trasmesse al pavimento, se il pavimento è elastico, fanno vibrare il pavimento e tramettono questa vibrazione a tutta la struttura. Nel cemento la velocità del suono è dieci volte maggiore che nell'aria.

Le punte: le punte servono quando il pavimento è rivestito di moquette che può rendere l'appoggio del diffusore instabile. La punta fora la moquette e appoggia il diffusore alla soletta sottostante. La funzione della punta e stabilizzare il diffusore in modo che non cada. Il resto sono balle.
Una punta è come un diodo, trasmette la vibrazione diretta verso il pavimento in modo privilegiato.

[MarioBon]

Ci sono due casi:

il pavimento è rigido e pesante, in un semi interrato è a contatto con il suolo: in queste condizioni se le vibrazioni del diffusore vengono scaricate al pavimento non si muove nulla. Se il diffusore viene vincolato (accoppiato) al pavimento (con bulloni in acciaio) la massa del pavimento si somma almeno a quella del lato del diffusore a contatto con il pavimento e la vibrazione del diffusore diminuisce. Questa è la filosofia di che realizzava le casse facendo delle nicchie nel muro.

Il pavimento è elastico (per esempio su travi in legno): in corrispondenza alle frequenze di risonanza del pavimento ci sarà un massimo di trasferimento di energia che farà vibrare il pavimento. Questo è un caso complicato perché ci sono più oscillatori accoppiati:

- il diaframma dell'altoparlante è collegato elasticamente al mobile ed ha una sua frequenza di risonanza
- il diffusore è accoppiato al pavimento e, se sono stati interposti elementi elastici, ha una sua frequenza di risonanza
- il pavimento è elastico ed ha una sua frequenza di risonanza.

Quindi ci sono due o tre risonanze che si combinano.
Queste tre risonanze fanno si che ci possano essere delle frequenze che si trasmettono al pavimento (e il diffusore non vibra) e altre che non si trasmettono al pavimento (ed il diffusore vibra). In questi casi andrebbe ricercata una soluzione ad hoc.

Ne segue che un certo dispositivo (presentato come accoppiatore o disaccoppiatore) può funzionare o non funzionare.
Dovrebbe essere chiaro, da quanto detto, che nessuno può garantire che una certa base antivibrante sia efficace in tutte le condizioni (indipendentemente dal prezzo). Viene il sospetto che la probabilità che non funzioni sia proporzionale al costo.

In ogni modo la qualità della riproduzione comincia con il fattore di smorzamento di amplificatore+cavo e la qualità del mobile del diffusore acustico (rigido e pesante).

[MarioBon]

Dalla figura qui sopra appare chiaro a cosa servono le punte....

[MarioBon]

La figura che segue si riferisce allo schema meccanico nella parte alta della figura precedente (diffusore su pavimento duro)


Il fatto che la figura rappresenti una macchia piuttosto che un diffusore acustico è indifferente.
si vede un dispositivo che vibra ad una certa frequenza accoppiato tramite elementi elastici ad un pavimento duro.
Le sospensioni elastiche + il peso dell'oggetto formano un sistema risonante con frequenza f0
se l'oggetto vibra a frequenza inferiore a f0 la vibrazione viene trasmessa
se l'oggetto vibra alla stessa frequenza f0 la trasmissione è massima
se l'oggetto vibra a frequenza superiore a f0 la vibrazione viene attenuata

L'elesticità degli accoppiatori elastici deve essere dimensionata rispetto al peso dell'oggetto da isolare e anche in funzione delle frequenze da isolare.
Nel caso di un diffusore acustico le molle dovrebbero essere molto "morbide" per ottenere una frequenza di risonanza bassa (teoricamente di pochi Hertz).

[MarioBon]

Come si evince da quanto esposto accoppiare o disaccoppiare non è una cosa che si può ottenere con generici dispositivi dalle proprietà magiche.
Non parliamo poi delle punte che sono nate solo perché nelle case inglesi c'è la moquette anche in cucina (e spesso a pelo lungo).

Quando di mette sotto ai diffusori una base alta 5 centimetri, la risposta nel punto di ascolto può cambiare in modo udibile (oltre che misurabile) e questo viene scambiato per l'effetto dell'accoppiamento o disaccoppiamento. La risposta complessiva di un sistema di altoparlanti deriva dall'equilibrio delle varie bande di frequenze. Se si tolgono acuti sembra che ci siano più bassi, se si aumenta la gamma media anche il medio-basso sembra più definito e via di questo passo.
Nei diffusori dove il tweeter è posto sopra al medio (la maggioranza) alzare la quota del tweeter porta quasi sempre ad un aumento della gamma medio e medio-alta (che rende il suono più aperto, presente, definito...)

Prima si spendere qualche mille euro per una base antivibrazioni, mettete due libri sotto ai diffusori e alzateli di 5-7 centimetri. Se l'effetto vi piace lasciate là i libri che costano sicuramente meno delle basi miracolose.

[ing.daniele]

Grazie dott. Bon,
I suoi interventi sono sempre delucidanti è fonte d’ispirazione.

Dalla figura qui sopra appare chiaro a cosa servono le punte....

Come possiamo ovviare a quei diffusori che escono di fabbrica già con le punte?
Toglierle?
O lasciarle ma usare lo stratagemma del “libro”?

il pavimento è rigido e pesante, in un semi interrato è a contatto con il suolo:

Questo mi conferma ciò che pensavo, e mi spinge a fare qualche ipotesi a livello strutturale dell’edificio.
Se avete piacere le posso condividere così da ragionarle insieme.

D.P

[pfsoft]

Ho visto chi sotto i diffusori ha messo delle palle da tennis, con anellini di gomma sul pavimento per evitare l'involontario passeggiare dei diffusori.
Che succede dunque in tal caso?

[MarioBon]

Come possiamo ovviare a quei diffusori che escono di fabbrica già con le punte?
Toglierle?
O lasciarle ma usare lo stratagemma del “libro”?

si mette un sotto punta (una moneta da 10 centesimi) con un feltrino per non strisciare il pavimento.
Personalmente uso le ruote.

[MarioBon]

Ho visto chi sotto i diffusori ha messo delle palle da tennis, con anellini di gomma sul pavimento per evitare l'involontario passeggiare dei diffusori.
Che succede dunque in tal caso?

Non ho capito dove lo hai visto ma non importa.
Le palle da tennis sono elastiche quindi quello che succede dipende
- dalla elasticità della palla (che viene usata come una molla)
- dal peso del diffusore
- dalla elasticità del pavimento.

Se si sente meglio va bene così.

[ing.daniele]

si mette un sotto punta (una moneta da 10 centesimi).

Quelle me le hanno fornite di serie, le installo subito .

Non ho capito dove lo hai visto ma non importa.

Credo che l’utente si riferisca al canale YouTube Mike Borghese, nuovo pioniere dell’audio. Sopra la sua scrivania ha 2 monitor auto costruiti ed 8 palle da tennis.
Allego un video in cui si vedono, anche se sfocate.
https://youtu.be/mabPmdQWVwM

D.P.