LE CASSE ACUSTICHE...
struttura e significato delle casse. 
I vari tipi di sospensione.
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parte quarta: il bass-reflex

Sei è visto fin qui che ambedue le facce del cono dell'altoparlante (quella anteriore e quella posteriore) producono un suono. E' un suono però in controfase: se immaginiamo le onde sonore, mentre davanti l'onda è al suo massimo, quella dietro è al suo minimo, e così via. 

Nella pagina precedente si è visto che questa sfasatura comporta la tendenza ad annullare il suono se si lasciano liberi i bordi degli altoparlanti. Da qui l'idea di montarli su uno schermo. Questo schermo (per ridurre l'ingombro) è stato ripiegato su sè stesso. A qualcuno è venuta un'idea: "e perchè mai far uscire il suono da dietro? Visto che è suono di buona lega, prodotto dallo stesso cono che produce il suono anteriore, perchè considerarlo solo un fastidio?" 

Si è pensato di poter "rinforzare" il suono anteriore usando quello posteriore. Il problema era semplicemente quello di rifasarlo. Ovvero, fare in modo da imporgli un certo ritardo: in modo che quando il cono va avanti, arrivi all'esterno anche il suono che era stato prodotto una frazione di secondo prima, quando l'altoparlante stava andando indietro. Quando il cono va indietro, ecco che arriva sulla faccia della cassa il suono (ritardato) che era stato prodotto quando l'altoparlante andava avanti. In questo modo il suono non tende ad annullare, bensì a rinforzare, il suono! 

Sembra una cosa difficile, ma conoscendo la velocità del suono, e la sua frequenza (o meglio, sceglindo una deterninata frequenza attorno alla quale si vuole rinforzare l'emissione) la cosa è fattibilissima e (dopo molte eccellenti realizzazioni) porta a un risultato di tutto rispetto. E' evidente che il rinforzo va ricercato sui bassi, onde relativamente lente (=con poche vibrazioni al secondo) e quindi facili da rifasare, ma su cui conviene lavorare perchè sono difficili da riprodurre in piena potenza, e sopratutto sono quelle dove si concentra gran parte dell'energia sonora del programma musicale (vedi il discorso fatto sullo spettro sonoro...). Un'amplificazione delle onde basse significa dunque produrre un pogramma musicale più "amplificato" in senso generale. 

In effetti le casse di questo tipo (chiamate bass-reflex, per la riflessione sui bassi impiegata) sono le classiche casse efficienti, che suonano a piena potenza anche con amplificatori deboli o (se abbinate a amplificatori potenti) raggiungono volumi di suono molto elevati. 

Oggi i sitemi bass-reflex nonsono più in auge come una volta, perchè si pensa di avere a disposizione amplificatori in grado di precare watt. Ma le bass-reflex costruite bene restano un progetto molto interessante, perchè permettono anche ad amplificatori potenti di lavorare in condizioni di distorsione ottimali, senza forzature. 

Il punto critico delle bass reflex è senza dubbio la lunghezza del cammino da far compiere al suono, in modo che si rifasi esattamente. Vi lascio immaginare che pasticcio ci sarebbe se (anzichè arrivare davanti un suono in fase) ne arrivasse uno mal rifasato. Vi sono tabelle e calcoli per definire le dimensioni del percorso da far fare alle onde posteriori, che viene calcolato con una certa semplifità se viene cosrtuito in forma di un tubo (vedi immagine in fig.2 qui a lato). E' chiaro che conta scegliere un tubo con una lunghezza precisa, in modo che il cammino ritardi quel tanto che serve a non far arrivare le onde in controfase troppo presto (come avviene quando il tuo è troppo corto) nè troppo tardi (cosa che accade quando il tubo è troppo lungo). 

parte quinta:il baffle infinito

All'inizio di tutto questo discorso si diceva che uno schermo per impedire l'afflusso di aria dev'essere abbastanza grande. Se lo si ripiega dietro in modo che si chiuda su se stesso, ecco che lo schermo diventa "infinito". Inq uesto caso (=quello di una cassa chiusa) non vi è infatti alcun limite allo schermo, che gira tutto attorno all'altoparlante. Una cassa chiusa viene quindi chiamata "baffle infinito" o "a schermo infinito". 

In una cassa chiusa l'elemento critico è senza dubbio la quantità di aria contenuta nel suo interno. Vi sono naturalmente altri eleenti critici (es. la frequenza di risonanza della cassa, il fattore di merito del sistema...) ma quellos pecifico per quel che riguarda una cassa chiusa è proprio il suo volume in litri. La massa dell'aria incide naturalmente sulla cedevolezza dell'altoparlante, sulla sua capacità di smorzamento, sull'ampiezza della escursione del cono... che sarà frenato o meno a seconda di quanta aria ha dietro. Il volume di aria ha effetti anche sulla frequenza di risonanza dell'altoparlante, perchè questa dipende da alcuni dei parametri appena citati. 

Quindi, un conto è la risonanza di un altoparlante se viene misurata in aria libera, un'altra se è misurato quando è montato in una cassa da 5 litri, altra ancora se l'altoparlante è montato in una cassa da 50 litri. Tenete conto di questo quando leggete le specifiche di un altoparlante sciolto in un catalogo! 

La forma della cassa è meno critica rispetto a quella aperta. Ma il volume è molto critico, e va calcolato con apposite formule. Credo che queste interessino poco ai fini pratici, e quindi evito di occupare spazio postandole in questa sede. Si tenga conto di quanto detto ampiamente nelle puntate precedenti: che per casse di dimensioni ridotte, l'aria presente nella cassa costituisce parte integrante del sistema di sospensione del cono! 

 

Fig.1 = Nella pagina precedente si è visto che uno schermo disposto in un particolare modo rallenta la compensazione d'aria in modo da annullarla. Nel bass-reflex questa energia non viene butatta, ma viene utilizzata per rinforzare le frequenze base. Il suono prodotto dalla faccia posteriore del cono (opportunamente rifasato) viene emesso anteriormente, e si aggiunge a quello prodotto dalla faccia anteriore del cono!

 

Fig.2 = Il vero punto critico del bass-reflex sta nella lunghezza del percorso, che deve "rifasare" le onde emesse posteriormente con una certa precisione. 
In pratica si usa un tubo (rettangolare o tondo) la cui sezione e sopratutto lunghezza sono piuttosto critici. Le dimensioni del tubo vengono calcolate con apposite formule. 
Fig.3 = Il tipo di sospensione oggi più usata sopratutto per l'Hi-Fi di migliore qualità, è quella a schermo infinito, e più precisamente del tipo "a sospensione pneumatica". 

In questo caso è importante avere una cassa a tenuta d'aria: la cassa può essere ben sigillata e non apribile, l'altoparlante viene fissato dall'esterno con delle buone guarnizioni (rettangoli rossi). Il montaggio sul pannello posteriore dell'altoparlante comporterebbe infatti la necessità di introdurlo da dietro, e quindi la necessità di fare un pannello posteriore rimuovibile che deve essere però bene a tenuta (guarnizioni? Molte viti?). Meglio sigillarlo già in fabbrica e lasciarlo sempre sigillato, avvitando l' altoparlante davanti!


 
 

 

 appendice n.1:

esempio di dimensioni e sezione 
del legno per la sospensione pneumatica. 

La scelta delle dimensioni di una cassa è molto critica, e va fatta sia per il volume dell'aria che per altre caratteristiche (frequenza di risonanza). Tuttavia pr la sospensione pneumatica la forma della cassa diminusice la sua importanza ai fini degli effetti sull'altoparlante. Sull'altoparlante; ma non sul suono. Anche qui la forma della cassa può comportare risonanze e onde stazionarie. Vediamo un buon suggerimento per dimensioni che non prestino il fianco a questi problemi per altoparlanti standard: 
 
diametro altop
spessore
legno (*)
H
L
P
volume esterno (litri)
17 cm
1.5 cm
45 cm
26 cm
21 cm
25 cm
21cm
1.8 cm
55 cm
30 cm
27 cm
45 cm
25 cm
2.0 cm
65 cm
35 cm
29 cm
65 cm

nota = Per "legno" si intende truciolare ad alta densità. Anche lo spessore del legno varia, perchè un altoparlante più grande mette in moto una massa acustica maggiore e quindi ha bisognod i una schermatura maggiore. 
 

appendice n.2:

dimensioni della porta per un bass-reflex.

L e dimensioni della porta che si apre sul pannello frontale perchè il suono prodotto posteriormente rinforzi quello anteriore è in funzione delle dimensioni della cassa (=percorso delle onde) e della frequenza di risonanza dell'altoparlante. 
 
 
volume dmc 
30 Hz
35 Hz
40 Hz
45 Hz
50 Hz
60
=
20 
25
40 
80
=
25
40
50
70
100
25
40
60
80
120
115
26
42
62
84
122
140
30
50
80
130
170
170
45
70
110
160
235
200
50
100
140
200
300
250
80
130
220
330
500
350
130
220
360
560
835

nota = I numeri in rosso sono quelli che corrispondono al volume consigliato per ciascun altoparlante. 
Ad esempio, per un altoparlante con una frequenza di risonanza a 40 Hz si consiglia un volume di 250 litri. 

 


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