…risposta degli altoparlanti e scelta del filtro!

Al fine di ottenere un rapporto soddisfacente tra filtro simulato e reale ho usato la procedura consigliata da Claudio Negro nel suo sito per l’ottenimento di una risposta base per il simulatore corretta in fase fra tutte le varie vie che compongono il diffusore; in pratica consiste nel rilevare la risposta dei singoli altoparlanti non filtrati con il microfono fisso nella stessa posizione (1mt/altezza tweeter)  presi singolarmente e poi insieme in parallelo, questa rilevazione serve per avere un riscontro poi sulla fedeltà della simulazione fatta dal software nel nostro caso AFW.

Nel software di simulazione ci dovremmo solo preoccupare, una volta importate le risposte singole e quella target (con relative curve di impedenza), di regolare gli offset di profondità di tutte le vie per avere la corretta risposta in fase e di eliminare qualsiasi calcolo inerente le diffrazione del baffle etc visto che sono già comprese nelle curve che andiamo ad importare nel software.

Queste sono le risposte misurate sul mio diffusore (rossa woofer, blu medio e verde tweeter), naturalmente le risposte sono tutte gated ossia finestrate al fine di eliminare dalla curva tutte le interferenze dovute all’ambiente e sono attendibili dai 200/250hz in sù :

questa invece la curva di confronto fra la risposta misurata e quella simulata da AFW su tutti gli altoparlanti in parallelo (praticamente identiche possiamo andare tranquillamente a costruirci il filtro):

Dopo vari tentativi ed aggiustamenti in simulazione e dopo aver ascoltato il diffusore con un filtro protitipo ed averne modificato qulcosina sono arrivato al filtro definitivo che ci regala questa risposta in asse (purtroppo non avendo uno stand per misure fuori asse mi accontento solo di questa PER ORA!!):

e questo il confronto risposta totale simulata e misurata:

Questo il grafico di impedenza del diffusore:

Infine aggiungo le misure di riposta in ambiente dal punto si ascolto diciamo molto buona con un picco a 50Hz dovuta alla mia stanza d’ascolto:

A conclusione dell’articolo lo schema dei filtri del 1° DIFFUSORE TOTALMENTE PROGETTATO, SVILUPPATO E COSTRUITO DA ME!!!:

 

Misure elettriche altoparlanti in box…..

Passiamo alle misure elettriche sugli altoparlanti direttamente montati nel mobile del diffusore per capire che carico vedrà il finale che le piloterà e se per le medio/basse  abbiamo ottenuto le stesse frequenze di risonanza che le simulazioni ci proponevano.

come possiamo vedere per quanto riguarda il tweeter Vifa XT25TG30-4 la curva dell’impedenza è praticamente identica a quella dichiarata dalla casa con una FS di 430Hz molto prossima ai 436Hz; per quanto riguarda il midrange Ciare CM100 dalle simulazioni in SP ci aspettavamo una FC di 124HZ con assorbente pressato in realtà siamo sui 131HZ questo probabilmente è dovuto al fatto che il fonoassorbente Monacor inserito senza pressarlo non ci regala un aumento significativo del volume virtuale, rimanendo  cmq il fatto che fà il suo lavoro di assorbimento di eventuali risonanze/stazionarie interne egregiamente vista l’ottima curva di impedenza mostrata in misurazione.

Discorso diverso per il caricamento in bass reflex dei 2 woofers Monacor Sph-176 dove ci aspettavamo una Fb di poco superiore ai 34Hz e con i 35Hz misurati siamo praticamente li….unico problema guardando la curva di impedenza è una irregolarità centrata a circa 48Hz dovuta probabilmente ad una stazionaria regalataci dal mobile (visto che in aria libera non c’era) ed in particolare alla camera più in alto proprio alle spalle del box chiuso del midrange.

…simulazioni e scelte costruttive

Ripartiamo dalla forma finale del mobile seguendo le scelte progettuali spiegate nell’articolo precedente:

Il mobile sarà costruito tutto in mdf da 19mm, come assorbente interno ho previsto su tutte le pareti fogli di bitume+cascame con l’aggiunta di fonoassorbente Monacor MDM-3 per il riempimento; per il volume del midrange essendo in sospensione pneumatica ho riempito tutto il volume senza pressare il fonoassrobente , mentre per il volume dei woofers l’ho messo solamente sulle pareti laterali e posteriore senza andare ad intralciare il flusso d’aria intorno ai condotti reflex.

Veniamo alle simulazioni per la scelta dei giusti volumi di carico iniziamo dal midrange a cono Ciare, simulando il carico del piccolino “italiano” con il box scelto in sospensione pneumatica e assorbente otteniamo questi grafici:

Con Bassbox Pro

Con Basspc

1.  Otteniamo una risposta che rimane alta assestandosi sugli 0db almeno fino ai 500hz  con una F3 di circa 220hz, ottimo dato che il taglio del filtro sarà intorno agli 800/900hz e per questo non ci preoccupiamo più di tanto del QTC molto basso per una sospensione pneumatica siamo su un valore di circa 0,43, questo perchè il taglio sarà ben lontano dalla minima frequenza riproducibile da questo driver.
2. Al di sopra deli 500hz l’escursione del cono è ben al di sotto del limite di linearità (0.6mm) anche con 100w.

Sono molto soddisfatto della scelta e quindi ora passiamo in rassegna le frequnze basse che saranno riprodotte da una coppia di woofer a cono Monacor da 17,5cm di diametro, simulando il carico con il box scelto con caricamento in reflex ed una Fb di 34hz otteniamo questi grafici:

Con Bassbox Pro

Con Basspc

1. Ho scelto di far scendere il più possible in frequenza i woofer ed infatti abbiamo un F3 di 45hz e anche una repentina discesa in frequenza tipica del caricamento reflex dai 32hz in giù.
2. A causa della scelta del punto 1 avremo un ritardo di gruppo non proprio da urlo e quindi è vero che scenderemo in basso ma con qualche compromesso.
3. L’escursione con 100 watt è accettabile almeno fino ai 35hz dopo avremo qualche problemino…ma possiamo accontentarci.
4. Abbiamo una buona potenza da poter fornire al diffusore a patto che il finale riesca a restituircela sul carico di 4 ohm nominali.
5. Essendo i woofers posizionati abbastanza alti rispetto al pavimento avremmo dei possibili buchi nella risposta in frequenza causati dalle onde che rimbalzeranno sul pavimento e andranno a sommarsi cancellandosi (saranno con fase inversa)  con quelle emesse direttamente dagli altoparlanti,  la frequenza a partire dalla quale avremmo tale problema varierà a seconda dalla distanza da cui ascolteremo i diffusori. Ipotizzando una distanza di ascolto di 2,5m e calcolando un’altezza del centro di emissione, posta al centro fra i 2 woofer, di 76.5 cm dal pavimento i problemi inizieranno dai 290hz in su in piena banda utile dei woofers…..per risolvere o si taglia il woofer nei dintorni di questa frequenza oppure come nel nostro caso, visto che il midrange non ce la fa a scendere di più, NON POSSIAMO FARE NULLA !

(Diffusore ROMA) Premesse del progetto…

Questo è stato il mio 1° progetto totalmente auto-costruito partendo dalla scelta degli altoparlanti, dal tipo di diffusore, dal caricamento alle basse frequenze passando per la scelta dei materiali e la costruzione arrivando infine alla simulazione e progettazione e successivo tuning del filtro passivo.

Visti i presupposti  a mio avviso (ma anche di numerosi “ascoltatori”), un buon diffusore abbastanza equilibrato con un buon impatto dinamico  che si presta molto bene all’ascolto di musica Jazz/Pop/Rock/R&B ma che non disdegna anche una sufficiente qualità di riproduzione per la musica classica ( i pieni orchestrali sono il suo forte).

Direi perfetto per la riproduzione di film e concerti in un ambiente Home Theater, insomma un diffusore in grado di rivaleggiare tranquillamente con produzioni quali Indiana Line, Polk Audio, Sonus Faber  (serie minori) , Chario (serie minori) al costo totale di 600 euro la coppia (con l’uso però di componenti per i filtri di primo livello) quindi diciamo che usando componenti meno pregiati si può tranquillamente spendere non più di 450/500 euro la coppia.

Ma veniamo ai passi che mi hanno portato al risultato finale paetendo dagli obiettivi del progetto che erano quelli di sviluppare un diffusore a torre classico senza particolari accortezze sul fronte diffrazioni e stazionarie con una buona discesa alle basse frequenze con un baffle però non più grande di 20/22cm.

Ho optato quindi per una soluzione che prevede un sistema composto da 3 vie con due woofer da 17,5 (vedi baffle stretto) da usare in cassa accordata in reflex, un mid-woofer a cono da 10cm da usare in cassa chiusa ed infine da un tweeter a cupola morbida.

La scelta della carico in reflex è dovuta alla necessità di cercare la massima discesa in frequenza usando dei driver di diametro modesto pur sapendo che si avrà, in questo modo, un ritardo di gruppo alto rispetto ad una sospensione pneumatica e delle spurie in uscita dal condotto reflex che alla lunga affaticano l’ascolto, considerato anche che mano a mano che si alza il volume di ascolto il nostro orecchio diventa più sensibile alla basse frequenze e spesso un basso presente a volumi medio bassi diventa troppo invadente aumentando il livello di emissione.

La scelta per i driver indirizzata al maggior rapporto qualità/prezzo (vedi budget basso) è ricaduta su questi 3 drivers:

• Tweeter a cupola da 25mm Vifa XT25TG30-4 che abbina ad una frequenza di risonanza molto bassa 450Hz una buona linearità nella risposta almeno fino ai 10000Hz.
• Midrange a cono da 10cm Ciare CM100 alta sensibilità 89db, molto lineare fino ai 3000hz e affidabilità italiana!
• Woofer a cono da 17,5cm Monacor SPH-176, risposta in frequenza molto lineare, 90db di sensibilità, buona costruzione, escursione notevole per un woofer di questo diametro 5,5mm.

Come soluzione finale per il mobile ho optato per una forma a parallelepipedo di dimensioni 21,8×21,8x125cm (LxPxH) , il box internamente sarà formato da  due volumi separati, uno per i woofers , caricato in reflex, con un volume di circa 58Lt al netto dell’altoparlante e l’altro per il midrange ed tweeter, in sospensione pneumatica, di circa 3,5lt.
Avendo il mobile una forma classica avrò per il volume delle basse frequenze 3 stazionarie dovute alle pareti parallele (in realtà saranno 2 in quanto larghezza e profondita del box sono uguali) che ,seguendo i calcoli per i volumi con una estremità aperta(reflex), saranno a 480/70Hz o se volgiamo aggiungendo l’intervento del fonoassorbente interno 450/60 hz circa.

Per quanto riguarda il box dei medio alti , usando le formule per volumi chiusi, le stazionarie saranno centrate a 1915/958/734Hz che diventeranno circa 1850/900/700Hz calcolando l’assorbente interno.

Ho previsto anche dei rinforzi interni per irrigidire la struttura.

Questo il box finale: