Cabinet per Casse Acustiche

[MarioBon]

La cassa è il carico dell'altoparlante. Questo carico puà essere cassa chiusa. reflex, dipolo, linea di trasmissione, tromba, ecc.
Qui non ci occupiamo del tipo di carico ma delle caratteristiche che deve avere un buon cabinet dal punto di vista strutturale.
Una buona cassa deve essere
- rigida
- pesante

Se non è rigida segue le compressioni e rarefazioni del volume interno e riduce la quantità di aria spostato. Le pareti risuoneranno a verte frequenze generando code sonore spcie alle frequenze medio basse.


Se la cassa non è abbastanza pesante sarò soggetta a rinculo (come quando di spara con il fucile) quando l'altoparlante va avanti la cassa va indietro e quando l'0altoparlante va indietro la cassa va avanti (per conservare la posizione del centro di massa).In questo modo una parte anche significativa dell'energia che arriva all'altoparlante invece di muovere il diaframma muove la cassa. Fissato un criterio, il peso minimo del cabinet può essere calcolato.

Il comportamento di una cassa ovvero le vibrazioni dei pannelli, si misurano con l'accelerometro.
L'unica rivista che pubblica misure di questo tipo, che io sappia, è Stereophile (USA).
Qui di sguito (e nel prossimo post) sei misure:

[MarioBon]

(Focal Sopra 3)





Si capisce immediatamente che il cabinet della ZU è il peggiore mentre quello della Rockport Antares è il migliore (quello che vibra meno).
I cabinet Rockport sono realizzati in materiale composito (due fogli con al centro una resina ad elevata isteresi).
Anche la B&W 801 presenta vibrazioni molte ridotte. La testa della serie 800 è fatta di Marlan.

[MarioBon]

I diffusori Magico sono famosi per esere realizzati con una struttura in alluminio composta da un centinaio di pezzi imbullonati tra loro.
Ci si aspetterebbe un comportamento ottimale alle misure e invece Stereophile non ha eseguito le misure con accelerometro sulle Magico Q5.
Dato che a pensar male di fa peccato ma spesso si indovina lascio a chi legge il commento.


La figura qui sopra mostra la struttura delle cassa Tidal (Germania) realizzate in MDF da 5 centimetri di spessore.
Le Tidal più costose sono realizzate in TIRADUR e TIRALIT (compositi di cui nulla si sa). Il TIRADUR è molto apprezzato.
https://www.tidal-audio.com/technology-cabinets/
La terza foto mostra un piccolo cabinet dove è stato applicato il principio della pelle del tamburo: più la pelle del tamburo viene tesa, tanto più la frequenza del primo modo si sposta verso le alte frequenza. L'ultima figura mostra la struttura interna delle Tidal Sunray.



La figura qui sopra mostra l'effetto dello spessore e dei rinforzi. La figure vnno interpretate in senso qualitativo perchè l'effetto dipnde evidentemente da come vengono disposti i rinforzi.

[MarioBon]

I più anziani ricorderanno le casse RCF BR2003 con il cabinet triangolare in marmo. Le due figure un alto a sinistra si riferiscono al cabinet in marmo (in alto) a confronto con lo stesso cabinet ma in MDF (in basso).
Dai tre grafci in basso si evince che l'incremento di spessore da 18 a 20 mm non produce miglioramenti sensibili.
Personalmente ho sempre usato spessori di 20 e 25 millimetri arrivando fino a 60 mm.

I grafici vengono dalla rivista SUONO e risalgono ai tempi della BR2003.
Dimostrano che qualcuno ha perso del tempo per fare delle verifiche.

Chi non dispone di un accelerometro (acquistabile da Audiomatica) può imparare ad usare lo stetoscopio (il cui uso è stato descritto su Stereophile)
https://www.stereophile.com/content/bad-vibes-page-3

[MarioBon]

In un post precedente abbiamo visto il comportamento esemplare di una cassa Rockport. vista la cura posta nella realizzazione del cabinet dovremmo attenderci un sistema di altoparlanti pressochè perfetto. >e invece no. Qui di seguito la realizzazione dei filtri cross over passivi:



le bobine sono orientate nella stessa direzione e anche abbastanza vicine tra loro.

[MarioBon]

I modi di una volume parallelepipedo, sia esso il soggiorno domestico e la cassa del woofer, si calcolano allo stesso modo.

E' sempre un bene riempire il volume di rinforzi per irrigidire il mobile? Dipende.
Per prima cosa i rinforzi aumentano la superficie esposta ed aumentano l'attrito dell'aria ovvero introducono perdite e potrebbero anche generare vortici (e rumori).
Ogni restringimento, poi, rappresenta una variazione in impedenza e, se troppo accentuato, si comporta come un condotto di accordo.
In questo modo si rischia di togliere delle risonanze e generarne delle altre.
Si può intervenire inserendo del materiale fonoassorbente nelle cavità (vedere Tidal) riducendo il fattore di merito della cassa.

Una soluzione, valida quando i woofer sono più di uno, consiste nel dividere il cabinet in più volumi indipendenti (uno per ciascun woofer)
in questo modo il mobile viene irrigidito e le perdite sono ridotte. Se i volumi sono abbastanza piccoli, ovvero quando la banda di utilizzo del woofer è inferiore al primo modo della cavità che lo ospita, non è necessario utilizzare fonoasorbente.
Non usare assorbene rappresenta un risparmio economico trascurabile ma, se non è "uguale" nel cabinet destro e sinstro, può determinare delle differenze tra i canali. Dal punto di vista della produzione l'assenza di assorbente riduce i tempi di montaggio.

Quello appena visto è un buon motivo per utilizzare più woofer di piccolo diametro piuttosto che uno di diametro grande (a parità di spostamento volumetrico).

[MarioBon]

qui sopra: struttura di un modello Indiana Line (migliore di sistemi molto più costosi).


qui sopra: esempio di struttura di un 3 vie simmetrico con altoparlanti in d'Appolito.

[MarioBon]

Tidal "la Assoluta" 4 vie (reflex con passivi posteriori) con tutti altoparlanti con diaframma in diamante per totali 57 carati progettata nel 1999. Linee essenziali, altoparlanti all'avanguardia, quasi nessuna concessione all'estetica.
Pur non avendo limiti di budget hanno scelto la configurazione simmetrica d'Appolito. Sarà un caso?
Sul pannellino centrale due medi da 5" ed un tweeter da 1.2".
Difetto: a casa mia non ci sta.

Informaziono Tecniche:
- 3-stack-module 4-way fullrange speaker
- H 232 cm, W 38 cm, D 65 cm
- 2 x 485 Kg (without packaging)
- F3 in passive mode = 23 Hz (FFT near field measurement, complete B&K )*
- F3 in active mode = 20 Hz (FFT near field measurement, complete B&K) *
- frequency response: 8 Hz - 200.001 Hz, +/- 0.5 dB
- efficiency: 96 dB
- cabinet material: TIRALIT-Ultra with RF-shielding chambers

Altoparlanti:

- 2 x 10"
- 2 x 7.5"
- 2 x 5.0"
- 1 x 1.2"
- 4 x 10" passive radiators
- 20 watt to >1.000 watt power handlingfully

[Coltr@ne]

qui sopra: esempio di struttura di un 3 vie simmetrico con altoparlanti in d'Appolito.

In base alle considerazioni che hai fatto, mi sembra studiato bene il cabinet diy qui sopra, tutto D''Appolito, attenzione alla diffrazione ai bordi, divisori ed ingombri accurati per ridurre altezza (mi riferisco allo sfruttamento del retro di mid/tweeter), vedi criticità?

[MarioBon]

Ho mostrato questo cabinet come esempio di progetto coerente che non concede nulla all'estetica e che evolve nella Tidal "La Assoluta" che è, sostanzialmente, la stessa cosa (a parte la via in più ed i passivi sul retro).
Questo non significa che tutti debbano fare le casse allo stesso modo però, se andate a vedere i modelli presentati a Monaco, le configurazioni simmetriche non sono poche (specie tra i modelli costosi).

Anche il modello di cassa della Indiana Line è interessante (perchè non tutti possono fare casse alte oltre un metro con due medi).
Va da sè che un due vie due altoparlanti non consenta voli pindarici.

Ci si potrebbe chiedere come mai i pannelli di una cassa in marmo presentino ancora dei modi nornali (BR2003). Cio avviene perchè la velocità di propagazione delle vibrazioni nei materiali (compreso il marmo) è finita. Questo richiede che anche i materiali più rigidi debbano essere smorzati (lo dimostra il sandwich utilizzato da Rockport).
Chi, per mille motivi tra cui i costi, non utilizza materiali compositi particolari, il miglior materiale come rapporto prestazioni/prezzo è l'MDF (di spessore adeguato). Esiste anche l'HDF. Non sono sicuro, invece, che un cabinet tutto in alluminio (specie se imbullonato e non saldato) sia la soluzione migliore (e stranamente Stereophile non ha fatto misure sulle Q5 e nemmeno sulle Stradivari di Sonus Faber).

Qui di seguito la velocità di propagazione (longitudinale) in alcuni materiali

Gomma 40 m/s
Gomma vulcanizzata 54 m/s
Sughero 430-530 m/s
Corpo Umano 1558 m/s
Gomma butilica 1800 m/s
legno in genere attorno a 2000 m/s
Marmo 3810 m/s
Mogano 4602 m/s
Titanio 4950 m/
Alluminio 5100 m/s
Granito a 20°C 6000-6200 m/s
Berillio 12800 m/s
Diamante 18.000 m/s
Carbonio grafite 18350 m/s

Si noti la differenza tra alluminio, titanio, berillio e diamante (e si pensi alle cupole dei tweeter)
Il materiale più economico (e facile da lavorare) con la velocità più elevata è l'alluminio. I diaframmi con il miglior rapporto prestazioni/prezzo per i woofer sono di alluminio dipinto di nero perchè quella vernice nera agisce da smorzante.
Si noti anche la piccola differenza di velocità tra mogano e titanio.