PARTIAMO DALL'INIZIO:  
I CONTROLLI DI TONO 
 
Il tipo più semplice di equalizzatore impiegato per l'uso professionale, è il semplice controllo di toni acuti e bassi. La loro scarsa flessibilità limita la loro utilità: ma essi hanno dei precisi e definiti vantaggi, spesso misconosciuti, che equalizzatori più elaborati non hanno. 
Un tipico controllo di tono è "in pendenza" con una rapidità massima di 6 decibel per ogni ottava: le sue curve hanno poi caratteristiche "reciproche". Cosa significa questo, di preciso? 
Per "in pendenza" intendiamo dire che la risposta in frequenza dell'equalizzatore ha un aspetto simile a quello rappresentato nella figura 1. Il guadagno (alle frequenze più basse fra quelle rappresentate nella figura) parte da 0 dB. Da qui inizia una curva in aumento (od in diminuzione, a seconda se giriamo verso destra o verso sinistra la manopola di controllo degli acuti). Le curve raggiungono infine un nuovo valore (circa+ 20 dB o - 20 dB) e rimangono a questo valore. Non curvano insomma più ne verso l'alto ne verso il basso; almeno finchè le frequenze rimangono dentro la gamma udibile dall'orecchio umano. Queste curve assomigliano ad una pendenza, ad una china: perciò, chiamiamo "in pendenza". Siccome i circuiti elettrici cl producono queste curve sono' primo ordine (hanno sol un'impedenza ed un condensatore) la rapidità massima di qu sta pendenza è di 6 dB per ogni ottava: ogni volta che si raddoppia il valore della frequenza raddoppia anche il guadagno ogni volta che si dimezza il valore della frequenza, si dimezza anche il guadagno. 
I circuiti di ordine superiore ( contengono più d'un condensatore e più d'una impedenza) possono produrre pendenze più ripide; e curve con una forma più complessa. 
Un vantaggio del responso ottenuto con circuiti di primo ordine 
(pendenza massima 6 dB/Ottava) è che non si ha mai - in questo caso - una risonanza. 
Risonanza che si ha quando i circuiti di ordine superiore sono attraversati da un transiente. 
Questi transienti fanno si che il circuito produca una frequenza che cessa più o meno lentamente, a seconda del grado di" damping" o del "fattore Q". Questa frequenza, produce una sgradevole colorazione nel programma equalizzato. 
Abbiamo detto che le curve ottenute con un controllo di tono, sono inoltre "reciproche". Questo significa che se prendiamo i due controlli di tono uguali, li colleghiamo in serie, e regoliamo uno su un certo valore di aumento, e l'altro sullo stesso valore ma in diminuzione, la risposta in frequenza risultante è piatta, e l'onda quadra non è danneggiata dal passaggio attraverso entrambi i controlli di tono. L'effetto dei secondo ha insomma annullato l'effetto del primo. 
 

Le curve reciproche sono molto utili negli equalizzatori privi di regolazione nella larghezza della banda, perchè permette al tecnico di annullare un'equalizzazione che può esser stata fatta quando il programma era stato tagliato ad una certa frequenza, in occasione precedente. 
Tuttavia, come vedremo più tardi, non sempre le curve reciproche  sono desiderabili. 
 
 

LE NOZIONI  
FONDAMENTALI  
SU: RISPOSTA IN  
FREQUENZA,  
RISONANZA, FASE. 
 

Si sente spesso, in studio di registrazione, dire che il tale od il tal altro equalizzatore è cattivo, perchè è sfasato o risonante. La cosa è spesso considerata come misteriosa. La verità è molto complice: conoscendo un solo dato (risposta in frequenza, errore di fase, risonanza) è possibile determinare anche gli altri due. Perciò, se un equalizzatore risuona, questo significa che c'è una risposta in frequenza carente, e che c'è uno sfasamento. 
Qualunque altro equalizzatore con la stessa risposta in frequenza avrà lo stesso sfasamento e la stessa quantità di risonanza. Dobbiamo accennare a due dati. Innanzitutto, la risposta in frequenza al di fuori della gamma udibile ha un effetto sostanziale sulla risonanza e sullo sfasamento delle frequenze udibili. 
In generale, occorre dire che l'orecchio umano è molto più sensibile alla risposta in frequenza che alla fase; per questo le curve prodotte da un equalizzatore sono di capitale importanza per determinare il suo corretto impiego dal punto di vista musicale. 
 
 
 

GLI EQUALIZZATORI  
A TRE O QUATTRO  
PUNTI D'INTERVENTO 
 

Gli equalizzatori un po' più complessi, impiegati attualmente in studio sono detti "a tre" o "a quattro" punti d'intervento. Come dice il loro nome, questi equalizzatori hanno tre o quattro sezioni di equalizzazione. Le frequenze più basse e più alte sono spesso commutabili in modo da ottenere un responso a "pendenza" o "a picco". Una risposta "a picco" è prodotta da un circuito di secondo ordine, ed l in genere un equalizzatore utilissimo per impieghi musicali. E' infatti molto più selettivo sulle frequenze desiderate, che non un circuito di primo ordine, che produce una pendenza. Questa selettività non è senza svantaggi. Se si 'adopera troppa selettività (la larghezza della banda di frequenze mosse è troppo ristretta), l'equalizzatore può risuonare; e a sua volta questo fatto può introdurre delle sgradevoli colorazioni nel programma. Tuttavia, un equalizzatore "a picco" ha un intervento più preciso, più accurato che non un equalizzatore "a pendenza". Per giunta, se la larghezza di banda, ovvero la quantità di frequenze interessate da un controllo, non è regolabile dall'utilizzatore, al costruttore tocca prevedere quali siano le varie caratteristiche musicali, e la loro utilità, per tutte le gradazioni del controllo. Troppo spesso il circuito impiegato per le curve reciproche (ossia a Q non costante) risulta usato anche per generare un picco molto pronunciato, spingendo l'equalizzazione attorno al massimo di incremento (v. fig. 12, 16). 
Questo genera meno problemi di qualità d'ascolto negli equalizzatori a tre o quattro manopole che dispongono dei comandi di aumento e diminuzione a scatti, che non in quegli equalizzatori in cui l'aumento o la diminuzione è effettuata in modo continuo. Quasi tutti gli equalizzatori hanno dei commutatori che cambiano la frequenza d'intervento, in modo da agire su quella gamma dove maggiormente interessa modificare la risposta in frequenza. Questa commutazione viene effettuata tra un certo numero di posizioni predeterminate. La pendenza della curva rimane di solito costante, e si commuta solo la frequenza d'intervento. 
Alcuni equalizzatori a tre o quattro manopole hanno anche dei filtri disinseribili passa-basso o passa-alto. Questi filtri possono agire agli estremi della banda (esempio sopra gli 8000 Hz o sotto i 100 Hz) con una pendenza di 12 dB per ottava; o anche superiore. 
Sono utili nella riduzione del rumore di fondo, quando questo è dovuto principalmente a delle frequenze presenti appunto ai limiti della banda udibile (molto basse o molto alte) e quando il programma musicale è invece contenuto sostanzialmente in una banda centrale (ad esempio, tra 100 e 8000 Hz). 
 
 
 

GLI EQUALIZZATORI GRAFICI 
 

Gli equalizzatori grafici dispongono di una serie di equalizzatori "di picco", distanziati tra loro da un intervallo uguale. 
Questo intervallo è determinato da esigenze musicali; ad esempio, un equalizzatore ad "intervalli d'ottava" ha 11 controlli,intervallati in modo che la frequenza centrale di uno disti un'ottava da quella del seguente: queste frequenze sono ad esempio: 20, 40, 80, 160, 320, 640, 1250, 2500, 5000, 10.000 e 20.000 Hz. 
I controlli sono in genere costituiti da potenziometri lineari, a slitta. Questi controlli vengono aggiustati singolarmente: la posizione fisica di questi è proporzionale al guadagno di quella banda. Le varie posizioni dei controlli danno così una rappresentazione approssimativa dell'andamento del guadagno di tutta la curva di risposta in frequenza. Da questa caratteristica deriva il loro nome: "equalizzatori grafici". 
Abbiamo parlato di "approssimativa", perchè questi equalizzatori paiono particolarmente sensibili ad una eccessiva quantità di risonanza, dovuta ad un'eccessiva ristrettezza della banda, quando la loro posizione è vicina al massimo. 
E' possibile minimizzare questo risultato con una circuitazione accurata, ma questo difetto è particolarmente sentito dagli equalizzatori economici, per i quali non possono essere impiegate delle tecniche molto sofisticate. 
Il risultato è che non è possibile ottenere - con molti grafici aumenti superiori a 6-7 dB, senza che insorgano problemi. Al di sopra di questo valore, il risultato di più controlli che devono essere aumentati insieme per aumentare una gamma di frequenze piuttosto estesa, inizia ad essere eccessivamente "a picco"; questa banda larga non è più insomma aumentata in modo uniforme, ma con delle sporgenze in corrispondenza delle frequenze centrali di ogni singolo controllo. E cosi la curva diviene intollerabilmente irregolare, increspata. E magari anche sgradevolmente colorata. 
Gli equalizzatori grafici possono essere concepiti come "ad intervento su settori piuttosto larghi" (es. un controllo ogni due ottave) o su settori "stretti" (es. un controllo ogni terzo di ottava). 
Tra questi due esempi, ci possono essere varie soluzioni intermedie, tra cui- la più importante - è costituita da un equalizzatore con un controllo per ogni ottava. Quest'ultimo tipo viene considerato il più adatto per un aggiustamento "ad orecchio" dell'equalizzazione. 
Quelli a "terzi d'ottava" sono utilizzati per correggere la risposta in frequenza di un altoparlante o (in certi casi) dell'ambiente d'ascolto. Essi sono particolarmente adatti quando l'amplificazione di tutta la banda potrebbe aumentarne l'inintellegibilità: ad esempio, nell'amplificazione di annunci in locali pubblici, può essere molto utile aumentare solo le frequenze che interessano la voce, ed eliminare le altre frequenze. Inoltre, servono ad effettuare una maggior amplificazione prima che intervengano fenomeni di feedback. Oppure, quando vi sarebbe un fenomeno di feedback a causa di un forte aumento di una ristretta gamma: si pud impiegare un filtraggio selettivo. E' considerato poco pratico aggiustare un'equalizzatore a terzi d'ottava ad orecchio. Per questo si è soliti impiegare un analizzatore in tempo reale. Questo strumento provvede a fornire una lettura approssimativa di tutta la banda audio, con un' indicatore (di solito una fila di LED) posto ad ogni terzo d'ottava. Siccome questa lettura viene fatta istante per istante, ossia in modo continuo, si può visualizzare immediatamente l'effetto ottenuto da una modifica apportata nell' equalizzazione. Si agisce quindi sull'equalizzatore a terzi d'ottava, controllando il risultato sull'analizzatore finchè non si ottiene la risposta in frequenza desiderata. 
Questi strumenti non sono tuttavia infallibili; e l'ascolto ad orecchio viene considerato ancora il giudice supremo della bontà di una equalizzazione. In particolare, questo tipo di equalizzatore è paiticolarmente sensibile ai fenomeni di risonanza. Al punto che spesso è meglio utilizzare dei controlli che agiscono su uno spettro molto più ampio (ad esempio, i controlli di tono) e limitarsi poi ad un aggiustamento fine dei dettagli mediante l'impiego dell'equalizzazione o a terzi d'ottava; si usa cosi il minimo di amplificazione dovuta a questo equalizzatore. Ci sono due tipi di equalizzatore grafico a terzi d'ottava. Il primo tipo può sia amplificare che diminuire; l'altro può solo diminuire i suoi settori di risposta in! frequenza. La versione che diminuisce solamente è la preferita da molti utilizzatori; perchè fornisce delle curve più levigate rispetto a quelle ottenute dall'altro tipo, che amplifica anche. 
 
 
 

GLI EQUALIZZATORI  
PARAMETRICI 
 

Una curva di equalizzazione ottenuta con circuiti di secondo ordine può essere descritta da tre parametri: 
l. il valore massimo di aumento (o di diminuzione) espresso in dB. 
2. La frequenza in cui cade il massimo aumento o diminuzione (espressa in Hz). 
3. La larghezza della gamma di frequenza interessata. 
Essa definisce la forma della curva di equalizzazione. La "larghezza della gamma" o "della banda", qui impiegata in modo impreciso, perchè è correlata con il fattore "Q" del circuito. Il significato di "Q" è ben definito: in generale, indica la velocità con cui viene smorzata la risonanza di un circuito. Se il fattore "Q" sale oltre 0.5, la risonanza resta per più cicli, e la larghezza di banda diviene sempre più sottile. 
C'è uno smorzamento critico intorno a Q=0.5, perchè al di sotto di questo valore la banda diviene sempre più larga; ma il circuito non risuona più. Quando la curva della risposta in frequenza si avvicina alla risposta in frequenza piatta, acquista una ripidità di 6 dB per ottava; che è quella descritta per i controlli di tono "in pendenza"; pendenza ottenuta allora con un circuito di primo ordine (figure 2-11). In generale, la parola "equalizzatore parametrico" ha il significato che gli viene attribuito da ciascun costruttore. E' tuttavia implicito che vi sia la frequenza centrale di ciascun controllo che sia regolabile in maniera più accurata che non con i commutatori. Alcuni costruttori montano una regolazione della larghezza della banda o del "A", altri invece si limitano a mettervi la possibilità di scelta tra due sole larghezze di banda, che non è dunque regolabile in modo continuo. Infine, l'aumento o la diminuzione del guadagno della banda prescelta non è in genere a scatti, ma regolabile in modo continuo. 
L'equalizzatore parametrico di ottima qualità offre la possibilità di regolare questi tre parametri in modo indipendente ed in modo che non interagiscano. Si può vedere che le curve non sono reciproche, per il fatto che il Q viene tenuto costante. Ma tuttavia (dato che le curve sono tutte di secondo ordine) le curve reciproche possono essere facilmente ottenute regolando il controllo della larghezza di banda, quando tali curve sono desiderate. 
L'uso di un Q costante (sia nell'impiego di una curva in pendenza che a picco) suggerisce alcune considerazioni di tipo pratico o da un punto di vista del risultato musicale. c'è un forte aumento del l'amplificazione. 
Spesso sono usati i circuiti reciproci, in modo da aumentare il Q con l'aumentare dell'amplifi-cazione della gamma. Tuttavia, un'equalizzazione spinta genera un programma musicale risonante e colorato. 
Il Q degli equalizzatori migliori è invece costante; si riduce (o si elimina) cosi la necessità di risi-stemare il controllo della larghezza della banda, quando aumenta l'amplificazione. 
L'equalizzatore ideale usa, per le sue quattro sezioni, una connessione in serie: a ciascuna sezione segue l'altra. La maggior parte degli equalizzatori grafici usano invece un collegamento in parallelo. Quest'ultimo tipo di collegamento aumenta la possibilità di interferenza tra le diverse bande adiacenti, per il sommarsi e sottrarsi delle rispettive fasi. Della fase di ciascuna curva. Nel collegamento in serie, invece, questa interferenza non esiste: il risultato finale è la semplice somma (in dB) dell'equalizzazione fornita da ciascuna sezione. 
Un equalizzatore parametrico è molto utile sia per interventi di rafforzamento di certe aree della risposta in frequenza, come anche per la soppressione di disturbi, data la precisione con la quale può centrare una determinata frequenza (il centro-banda dei grafici è invece fisso). 
Una variazione molto utile è l' impiego del "due canali" con le entrambe sezioni in serie: la prima provvede all'equalizzazione del suono, la seconda (regolata su una banda strettissima) può invece sopprimere un disturbo a frequenza fissa, come un fenomeno di feedback. 
 
 
 

I PUNTI CRITICI  
 

Quando confronta tra loro alcuni equalizzatori parametrici, il potenziale acquirente dovrebbe tener conto di alcune cose: 
1. quante sezioni di equalizzazione sono disponibili, e in che raggio esse operano? 
Nell'apparecchio tipico potrebbero essere quattro; ad esempio, rispettivamente da 20 a 500 Hz, da 68 a 1700 Hz, da 240 a 5850 Hz, da 800 a 20.000 Hz. 
2. La gamma comandata da un controllo, è sufficientemente ampia perchè l'utilizzatore non debba continuamente passare da un controllo all'altro a seconda delle necessità di intervento sul programma musicale? 
3. Quando ci si accorda sulla frequenza centrale di una banda, la forma della curva di equalizza-zione rimane uguale? 
4. E' provvisto di segnalazione dei sovraccarichi? 
5. C'è interferenza tra il fattore Q e la curva di equalizzazione? 
I vantaggi del sistema a Q costante, (adottato ad esempio dalla Orban) sono già stati descritti. 
6. E' provvisto di azione "in pendenza"? 
Nell' Orban, centrando le bande 1 e 4 sulle loro frequenze estreme, e operando con un basso Q, si ha un equivalente delle curve "in pendenza", le cui caratteristiche sono regolabili attraverso il regolatore della larghezza della banda. 
7. E' provvisto di regolatore d'ingresso? Quanto guadagno può offrire? 
8. Qual è la capacità della sua uscita? 
Ad esempio, può andare con + 20 dBm su un valore maggiore o uguale a 500 Ohms. 
La combinazione degli attenuatori di ingresso e le spie che indicano un sovraccarico, permettono  di identificare e correggere facilmente ogni curva che generi un sovraccarico, anche quando vi fosse un sovraccarico di + 28 dB in uscita. 
9. Quant'è la gamma dinamica tra il rumore di fondo ed il clip-ping? Un eccellente equalizzatore offre un valore tipico di oltre 100 db, tipo 102, 106 dB… 
10. L'equalizzatore, è costruito con componenti di qualità, ad alto standard di lavorazione? 
I 1. Gli ingressi e le uscite sono bilanciati o sbilanciati? 
Un buon  parametrico può avere l'ingresso bilanciato e l'uscita sbilanciata, con un trasformatore disponibile a richiesta. Bilanciare l'ingresso o l'uscita è un modo molto conveniente per impedire la formazione di rientri di massa in installazioni molto complesse. Solo nei casi più impegnativi (come per campi di radiofrequenza) la prevenzione dei disturbi richiede il bilanciamento sia dell'uscita che dell'ingresso. In generale, i nostri criteri di progetto tendono ad eliminare l'impiego di trasformatori, dato che essi riducono la definizione del suono. 
12. Quali sono le caratteristiche dell'alimentazione? 
Importante per gli utilizzatori che devono spostarsi da una nazione all'altra. 
13. Dispongono di controlli di tutti i parametri del voltaggio? 
Questo interessa solo in funzione di operazioni automatizzate o controllo a distanza. 
14. Come sono le caratteristiche di distorsione e di risposta all'onda quadra? 
E' stata prodotta una nuova generazione di circuiti integrati che incorporeo ingressi a transistor ad effetto di campo, e che offrono uno slew rate migliore rispetto a quelli impiegati nelle prime generazioni di equalizzatori. Lo slew rate tipico dei nuovi apparecchi è maggiore di 7 microsecondi. Questo risultato, unito alla migliorata linearità degli stadi d'ingresso a FET, rende trascurabile la distorsione d'intermodulazione transiente. Oggi si usano quasi sempre circuiti integrati.

 
Fig.2 
Questa è l'uscita di un equalizzatore di secondo ordine (regolato per un aumento di 12 d8, e con un "Q" di 0.29) quando all'ingresso viene applicata un'onda quadra, come quella in figura T. Notare come un "Q" molto basso generi un notevole "overshoot" (che indica di quanto il livello dell'onda quadra superi all'inzio il livello che si ha alla fine, che costituisce il valore giusto, stabilizzato). Si noti anche che occorre molto tempo perchè il valore iniziale raggiunga quello finale. Non ci sono però fenomeni di risonanza. 

 
Fig.3 
 
 
 

 
Fig.4 
Ecco l'uscita dello stesso equalizzatore della fig. 2, sempre con un aumento di 12 dB, ma con un "Q" di 1.0. Anche qui abbiamo aumentato il guadagno. Tuttavia, qui è presente una certa risonanza. Essa à smorzata quasi immediatamente, e non dovrebbe essere udibile. 
 
 
 
 

 
Fig.5 
Ecco l'uscita dello stesso equalizzatore della fig. 2, con un aumento di 12 dB ed un "Q" di 3.2. L'overshoot è di nuovo diminuito, e di nuovo abbiamo aumentato il guadagno dell'equalizzatore per ottenere questa foto. Adesso però la risonanza impiega più tempo ad essere smorzata, e dovrebbe essere molto sgradevole all'ascolto. Questa disposizione dei controlli dell'equalizzatore, è quella che genera la famiglia di curve della figura 11. 
 
 
 

 
Fig.6 
Uscita dello stesso equalizzatore, nella posizione "infinite dip", e con un "Q" di 3.2. La polarità della risonanza, se confrontata con la figura 6, appare invertita; ma poichè è un equalizzatore "a Q costante", la risonanza impiega lo stesso tempo a scomparire. 
 
 
 
 
 

 
Fig.9  
Uscita dello stesso equalizzatore della fig. 2, con un "Q" di 3.2, ma con un aumento di 6 dB. Siccome vi è 'una progettazione a "Q costante", l'overshoot è molto minore; ma la risonanza impiega per estinguersi, lo stesso tempo impiegato nella fig. 5, dove era invece adoperato un aumento di 72 dB. 
 
 
 

 
fig.7 
Uscita dello stesso equalizzatore della figura 2, ma senza operare nessuna equalizzazione: si può vedere la forma dell'onda quadra, simile a quella applicata al suo ingresso. 
 
 
 

  
Fig.9 
Una famiglia di curve ottenute da un 
equalizzatore "a Q costante", con un 
valore di "S" = 0.29. Notare come la 
larghezza della banda sia maggiore 
quando l'aumento è attorno al massimo, e 
diviene invece più stretta man mano 
l'amplificazione decresce, fino ad una 
larghezza minima, che si ha quando 
l'amplificazione è negativa. Questa 
caratteristica cerca di ottenere delle 
curve, in cui l'intervento dell'equalizzatore 
risulti tollerabile (da parte dell'orecchio) 
in modo relativamente costante. 
 
 
 
 
 

Fig.10 
Un gruppo di curve ottenute sempre con un apparecchio "a Q costante", ma con un "Q" di circa 0.5. 
 

 
Fig.11 

Un gruppo di curve sempre ”a Q costante", ed un ma con un ”Q" di circa 3,2. Notare ora come ora la larghezza della banda sia diminuita, man mano il "Q" è aumentato. Curve cosi strette comportano una grave colorazione quando sono impiegate in aumento, e sono utilizzate solo per effetti speciali, come per fingere una conversazione telefonica, o per una registrazione dei primi del secolo. A dispetto della risonanza introdotta, queste curve possono essere utili soprattutto se vengono impiegate come un filtro per eliminare dei disturbi con una fre movenza abbastanza ben definita, come quelli molto noti – a bassa frequenza (bum) od a frequenza piu elevata (whine). Questo impiego non altera sensibilmente la qualità generale del programma. In figura sono rappresentate le curve più selettive che si possono ottenere da un parametrico usato per il test. 
 
 

 
Fig.12 
Un gruppo di risposte in frequenza, che formano delle curve "non reciproche" (il Q non è costante). La loro forma diviene *  più affilata, e la larghezza della bande più sottile, man meno vengono aumentate di livello. Confronta queste curve con quelle "a Q costante", rappresentate in fig. 10. 
 
 

 
Fig.13 
La risposta all'onda quadra dell'equalizzatore della fig. 12 al massimo aumento di livello (10 dS). Notare il grande valore della risonanza, ed il tempo necessario perchè questa risonanza scompaia. 

 
Fig.14 
Risposta all'onda quadra dello stesso 
equalizzatore ”a Q costante" impiegato 
er ottenere la figura 12, con un aumento 
di 5 dB. Lo smorzamento della risonanza 
avviene molto più velocemente di quanto 
non accada nella figura 13.' 
 
 
 
 

 
Fig.15 
 
 
 
 

 
Fig.16 
Ecco una serie di risposte in frequenza ottenute con l'equalizzatore parametrico in uso per questa prova, variando il controllo della larghezza della banda di frequenze interessate (bandwidth). Il valore massimo di aumento (o diminuzione) del segnale rimane lo stesso; si allargano o si restringono i margini di inizio e fine delle curve.